Querverweis auf verwandte AnmeldungCross-reference to related application
Die Anmeldung basiert auf der japanischen Patentanmeldung Nr. 2013-066211 , eingereicht am 27. März 2013, und hat diese hier per Referenz eingebunden.The registration is based on the Japanese Patent Application No. 2013-066211 , filed March 27, 2013, and incorporated them by reference.
Technisches GebietTechnical area
Die vorliegende Offenbarung betrifft einen Ejektor, der den Druck eines Fluids verringert und das Fluid durch eine Saugwirkung eines Ausstoßfluids, das mit hoher Geschwindigkeit ausgestoßen wird, ansaugt.The present disclosure relates to an ejector that reduces the pressure of a fluid and sucks the fluid by a suction of a discharge fluid that is ejected at high speed.
HintergrundtechnikBackground Art
Bisher offenbart das Patentdokument 1 eine Druckverringerungsvorrichtung, die auf eine Dampfkompressionskältekreislaufvorrichtung angewendet wird und den Druck des Kältemittels verringert.Heretofore, Patent Document 1 discloses a pressure reducing device which is applied to a vapor compression refrigerating cycle device and reduces the pressure of the refrigerant.
Die Druckverringerungsvorrichtung des Patentdokuments 1 hat einen Hauptkörperabschnitt, der einen Wirbelraum zum Wirbeln von Kältemittel definiert und zulässt, dass Kältemittel in einem Gas-Flüssigkeitsmischzustand, das in dem Wirbelraum gewirbelt wird, in einen Teil mit minimaler Durchgangsfläche strömt, wo eine Kältemitteldurchgangsfläche am stärksten verkleinert ist, so dass sein Druck verringert wird. In dem Gas-Flüssigkeitsmischzustand werden ein gasphasiges Kältemittel und ein flüssigphasiges Kältemittel auf einer Wirbelmittenseite miteinander vermischt. Mit dem vorstehenden Aufbau wird ein Zustand des Kältemittels, das in den Teil mit minimaler Durchgangsfläche strömt, ungeachtet einer Änderung der Außenlufttemperatur in den Gas-Flüssigkeitsmischzustand gebracht, um eine Schwankung in der Strömungsgeschwindigkeit des Kältemittels, das zu einer strömungsabwärtigen Seite der Druckverringerungsvorrichtung ausströmt, zu unterdrücken.The pressure reducing device of Patent Document 1 has a main body portion that defines a swirling space for swirling refrigerant, and allows refrigerant in a gas-liquid mixing state that is swirled in the swirling space to flow into a minimum passage area part where a refrigerant passage area is most decreased so that its pressure is reduced. In the gas-liquid mixing state, a gas-phase refrigerant and a liquid-phase refrigerant are mixed together on a swirl center side. With the above configuration, a state of the refrigerant flowing into the minimum passage area part is brought into the gas-liquid mixing state regardless of a change in the outside air temperature to increase a fluctuation in the flow rate of the refrigerant flowing out to a downstream side of the pressure reducing device suppress.
Ferner offenbart das Patentdokument 1 auch einen Ejektor, der die Druckverringerungsvorrichtung als eine Düse verwendet. Der Ejektor dieser Art saugt ein gasphasiges Kältemittel, das aus einem Verdampfer strömt, aufgrund einer Saugwirkung eines AusstoßKältemittel, das von einer Düse ausgestoßen wird, an, vermischt das ausgestoßene Kältemittel mit dem Ansaugkältemittel in einem Druckerhöhungsteil (Diffusorabschnitt), wodurch er fähig ist, den Druck zu erhöhen.Further, Patent Document 1 also discloses an ejector using the pressure reducing device as a nozzle. The ejector of this kind sucks a gas-phase refrigerant flowing out of an evaporator due to a suction of an ejection refrigerant discharged from a nozzle, mixes the ejected refrigerant with the suction refrigerant in a pressure increasing part (diffuser section), thereby being able to discharge the refrigerant Increase pressure.
Daher kann in der Kältekreislaufvorrichtung (auf den hier nachstehend als „Ejektorkältekreislauf” Bezug genommen wird) mit dem Ejektor als der Druckverringerungseinrichtung ein Bewegungsleistungsverbrauch eines Kompressors mit der Verwendung der Kältemitteldruckerhöhungswirkung in einem Druckerhöhungsteil des Ejektors verringert werden, und ein Leistungskoeffizient (COP) des Kreislaufs kann weiter als der einer normalen Kältekreislaufvorrichtung mit einem Expansionsventil als die Kältemitteldruckverringerungseinrichtung verbessert werden.Therefore, in the refrigeration cycle device (hereinafter referred to as "ejector refrigeration cycle") with the ejector as the pressure reducing device, a movement power consumption of a compressor can be reduced with the use of the refrigerant pressure increasing effect in a pressure increasing part of the ejector, and a coefficient of performance (COP) of the circuit can be improved more than that of a normal refrigeration cycle device having an expansion valve as the refrigerant pressure reducing means.
Dokument des bisherigen Stands der TechnikDocument of the prior art
PatentdokumentPatent document
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Patentdokument 1: 2012-202653 APatent Document 1: 2012-202653 A
Zusammenfassung der ErfindungSummary of the invention
Jedoch wird gemäß der Untersuchung der gegenwärtigen Erfinder, wenn der in dem Patentdokument 1 offenbarte Ejektor auf den Ejektorkältekreislauf angewendet wird, wenngleich eine Schwankung in der Kältemittelströmungsgeschwindigkeit aus dem Ejektor unterdrückt werden kann, eine Kältemitteldruckerhöhungsgröße in dem Druckerhöhungsteil des Ejektors weiter als eine erwünschte Druckerhöhungsgröße verringert werden.However, according to the study of the present inventors, when the ejector disclosed in Patent Document 1 is applied to the ejector refrigeration cycle, although a fluctuation in the refrigerant flow velocity from the ejector can be suppressed, a refrigerant pressure increasing amount in the pressure increasing part of the ejector will be further reduced than a desired pressure increasing amount ,
Unter den Gegebenheiten wird als ein Ergebnis der Untersuchung der Ursache durch die vorliegenden Erfinder herausgefunden, dass in dem in dem Patentdokument 1 offenbarten Ejektor die Verringerung in der Kältemitteldruckerhöhungsgröße durch eine Tatsache bewirkt wird, dass das in einen Teil mit minimaler Durchgangsfläche der Düse strömende Kältemittel in einem Gas-Flüssigkeitsmischzustand ist, in dem das gasphasige Kältemittel heterogen mit dem flüssigphasigen Kältemittel vermischt ist. Detaillierter wird herausgefunden, dass die Verringerung in der Kältemitteldruckerhöhungsgröße durch die Tatsache bewirkt wird, dass das in den Teil mit minimaler Durchgangsfläche der Düse strömende Kältemittel in einem Zustand ist, in dem das gasphasige Kältemittel auf der Wirbelmittenseite lokalisiert ist und das flüssigphasige Kältemittel aufgrund der Wirkung einer Zentrifugalkraft einer Wirbelströmung auf der Außenumfangsseite lokalisiert ist.Under the circumstances, as a result of the investigation of the cause by the present inventors, it is found that, in the ejector disclosed in Patent Document 1, the reduction in the refrigerant pressure increasing amount is caused by a fact that the refrigerant flowing into a minimum passage area part of the nozzle is a gas-liquid mixing state in which the gas-phase refrigerant is heterogeneously mixed with the liquid-phase refrigerant. In more detail, it is found that the decrease in the refrigerant pressure increasing amount is caused by the fact that the refrigerant flowing into the minimum passage area part of the nozzle is in a state where the gas phase refrigerant is located at the center of the vortex and the liquid phase refrigerant is due to the effect a centrifugal force of a vortex flow is located on the outer peripheral side.
Der Grund ist, dass, wenn das gasphasige Kältemittel auf der Wirbelmittenseite in dem Kältemittel, das in den Teil mit minimaler Durchgangsfläche der Düse strömt, lokalisiert ist, kaum ein Siedekern an das flüssigphasige Kältemittel, das auf der Außenumfangsseite lokalisiert ist, zugeführt wird, und in dem flüssigphasigen Kältemittel, das auf der Außenumfangsseite lokalisiert ist, eine Siedeverzögerung auftritt. Die Siedeverzögerung bewirkt eine Verringerung des Düsenwirkungsgrads und eine Verringerung in der Kältemitteldruckerhöhungsleistung in dem Druckerhöhungsteil des Ejektors. Indessen stellt der Düsenwirkungsgrad einen Energieumwandlungswirkungsgrad beim Umwandeln einer Druckenergie des Kältemittels in eine kinetische Energie in der Düse dar.The reason is that when the gas-phase refrigerant is located at the swirl center side in the refrigerant flowing into the minimum passage area part of the nozzle, a boiling core is hardly supplied to the liquid-phase refrigerant located on the outer peripheral side, and in the liquid-phase refrigerant located on the outer peripheral side, a boiling delay occurs. The boiling delay causes a reduction in the nozzle efficiency and a reduction in the refrigerant pressure increasing performance in the pressure increasing part of the ejector. Meanwhile, the nozzle efficiency provides energy conversion efficiency in converting a pressure energy of Refrigerant in a kinetic energy in the nozzle.
Angesichts des Vorstehenden ist es ein Ziel der vorliegenden Offenbarung, eine Verringerung des Düsenwirkungsgrads eines Ejektors, der den Druck eines Fluids, das in einem Gas-Flüssigkeitsmischzustand ist, in einer Düse verringert, zu unterdrücken.In view of the above, it is an object of the present disclosure to suppress a reduction in the nozzle efficiency of an ejector that reduces the pressure of a fluid that is in a gas-liquid mixture state in a nozzle.
Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Offenbarung umfasst ein Ejektor ein Wirbelraumausbildungselement, eine Düse und einen Körper. Das Wirbelraumausbildungselement definiert einen Wirbelraum, in dem ein Fluid wirbelt. Die Düse umfasst einen Fluiddurchgang, in dem der Druck des aus dem Wirbelraum strömenden Fluids verringert wird, und eine Fluidausstoßöffnung, aus der das Fluid mit verringertem Druck in dem Fluiddurchgang ausgestoßen wird. Der Körper umfasst eine Fluidansaugöffnung, durch die ein Fluid aufgrund einer Saugwirkung des mit hoher Geschwindigkeit aus der Fluidausstoßöffnung ausgestoßenen Fluids angesaugt wird, und einen Druckerhöhungsteil, der eine Geschwindigkeitsenergie eines vermischten Fluids des ausgestoßenen Fluids und des von der Fluidansaugöffnung angesaugten Fluids in eine Druckenergie umwandelt. Der Fluiddurchgang der Düse umfasst einen Teil mit minimaler Durchgangsfläche mit einer kleinsten Durchgangsquerschnittfläche und einen divergenten Teil, dessen Durchgangsquerschnittfläche sich allmählich von dem Teil mit minimaler Durchgangsfläche in Richtung der Fluidausstoßöffnung vergrößert. Der Ejektor umfasst ferner einen Wirbelunterdrückungsteil, der in dem Fluiddurchgang der Düse angeordnet ist und eine Geschwindigkeitskomponente des Fluids in einer Wirbelrichtung des Fluids, das von dem Wirbelraum in den Teil mit minimaler Durchgangsfläche strömt, verringert.According to a first aspect of the present disclosure, an ejector includes a whirl space forming member, a nozzle, and a body. The whirl space formation element defines a whirl space in which a fluid swirls. The nozzle includes a fluid passage in which the pressure of fluid flowing out of the swirling space is reduced, and a fluid ejection port from which the reduced pressure fluid is ejected in the fluid passage. The body includes a fluid suction port through which a fluid is sucked due to a suction of the fluid ejected from the fluid discharge port at a high speed, and a pressure increasing part that converts a velocity energy of a mixed fluid of the ejected fluid and the fluid sucked from the fluid suction port into a pressure energy. The fluid passage of the nozzle includes a minimum passage area portion having a smallest passage cross-sectional area and a divergent portion whose passage cross-sectional area gradually increases from the minimum passage area portion toward the fluid discharge opening. The ejector further includes a vortex suppression part disposed in the fluid passage of the nozzle and reducing a velocity component of the fluid in a swirling direction of the fluid flowing from the swirling space into the minimum passage area part.
Gemäß dem vorstehenden Aufbau wirbelt das Fluid in dem Wirbelraum mit dem Ergebnis, dass ein Fluiddruck des Wirbelraums auf der Wirbelmittenseite auf einen Druck verringert werden kann, bei dem der Druck des Fluids verringert wird und es siedet (Hohlraumbildung wird erzeugt). Dann wird zugelassen, dass das Fluid auf der Wirbelmittenseite des Wirbelraums in die Düse strömt, wobei der Druck des Fluids in dem Gas-Flüssigkeitsmischzustand, in dem das gasphasige Fluid und das flüssigphasige Fluid miteinander vermischt sind, in der Düse verringert werden kann.According to the above configuration, the fluid swirls in the swirling space with the result that a fluid pressure of the swirling-space-side swirling space can be reduced to a pressure at which the pressure of the fluid is reduced and boiled (cavitation is generated). Then, the fluid at the swirl center side of the swirling space is allowed to flow into the nozzle, and the pressure of the fluid in the gas-liquid mixing state in which the gas-phase fluid and the liquid-phase fluid are mixed with each other in the nozzle can be reduced.
Da ferner ein Wirbelunterdrückungsteil bereitgestellt wird, kann eine Geschwindigkeitskomponente des Fluids, das in den Teil mit minimaler Durchgangsfläche strömt, in eine Wirbelrichtung verringert werden. Mit dem vorstehenden Aufbau kann das in den Teil mit minimaler Durchgangsfläche strömende Fluid davon abgehalten werden, in einen heterogenen Gas-Flüssigkeitsmischzustand zu kommen, in dem das gasphasige Fluid auf der Wirbelmittenseite lokalisiert ist und das flüssigphasige Fluid aufgrund einer Wirkung einer Zentrifugalkraft einer Wirbelströmung auf der Außenumfangsseite lokalisiert ist.Further, since a vortex suppression part is provided, a velocity component of the fluid flowing into the minimum passage area part can be reduced in a swirling direction. With the above construction, the fluid flowing into the minimum passage area portion can be prevented from coming into a heterogeneous gas-liquid mixing state in which the gas-phase fluid is located at the center of the vortex and the liquid-phase fluid is due to a centrifugal force from a vortex flow on the Outer periphery side is located.
Mit anderen Worten kann der Zustand des in den Teil mit minimaler Durchgangsfläche der Düse strömenden Fluids den Gas-Flüssigkeitsmischzustand annähern, in dem das gasphasige Fluid und das flüssigphasige Fluid homogen miteinander vermischt sind, und das Auftreten der Siedeverzögerung in dem Fluid kann beschränkt werden. Daher wird das Fluid unmittelbar nach dem Strömen in den Teil mit minimaler Durchgangsfläche blockiert (gedrosselt), die Strömungsgeschwindigkeit des Fluids wird auf eine Zweiphasen-Schallgeschwindigkeit oder höher beschleunigt, und das Überschallfluid kann in einem divergenten Teil weiter beschleunigt werden.In other words, the state of the fluid flowing into the minimum passage area part of the nozzle can approach the gas-liquid mixing state in which the gas-phase fluid and the liquid-phase fluid are homogeneously mixed together, and the occurrence of the boiling delay in the fluid can be restricted. Therefore, immediately after flowing into the minimum passage area portion, the fluid is blocked (throttled), the flow rate of the fluid is accelerated to a two-phase speed of sound or higher, and the supersonic fluid can be further accelerated in a divergent portion.
Als ein Ergebnis kann die Strömungsgeschwindigkeit des aus einer Fluidausstoßöffnung ausgestoßenen Fluids effektiv beschleunigt werden, und eine Verringerung des Düsenwirkungsgrads des Ejektors, der den Druck des Fluids, das in dem Gas-Flüssigkeitsmischzustand ist, in der Düse verringert, kann unterdrückt werden. Eine Verringerung der Fluiddruckerhöhungsleistung in dem Druckerhöhungsteil des Ejektors, der den Druck des Fluids, das in dem Gas-Flüssigkeitsmischzustand in der Düse ist, kann unterdrückt werden.As a result, the flow velocity of the fluid ejected from a fluid ejection port can be effectively accelerated, and a reduction in the nozzle efficiency of the ejector that reduces the pressure of the fluid that is in the gas-liquid mixing state in the nozzle can be suppressed. A reduction in the fluid pressure increasing performance in the pressure increasing part of the ejector that suppresses the pressure of the fluid that is in the gas-liquid mixing state in the nozzle can be suppressed.
Der Gas-Flüssigkeitsmischzustand, in dem das gasphasige Fluid und das flüssigphasige Fluid homogen miteinander vermischt sind, kann als ein Zustand definiert werden, in dem das flüssigphasige Fluid zu Tröpfchen (Quäntchen des flüssigphasigen Fluids) ausgebildet ist, ohne in einem Teil (zum Beispiel einer Innenwandoberflächenseite des Durchgangs) des Fluiddurchgangs der Düse lokalisiert zu sein, und homogen in dem gasphasigen Fluid verteilt ist. In dem Gas-Flüssigkeitsmischzustand, in dem das gasphasige Fluid und das flüssigphasige Fluid homogen miteinander vermischt sind, nähert sich eine Strömungsgeschwindigkeit der Tröpfchen einer Strömungsgeschwindigkeit des gasphasigen Kältemittels.The gas-liquid mixing state in which the gas-phase fluid and the liquid-phase fluid are homogeneously mixed with each other can be defined as a state in which the liquid-phase fluid is formed into droplets (small-sized liquid phase) without being contained in a part (for example, a liquid phase) Inner wall surface side of the passage) of the fluid passage of the nozzle to be located and homogeneously distributed in the gas-phase fluid. In the gas-liquid mixing state in which the gas-phase fluid and the liquid-phase fluid are homogeneously mixed with each other, a flow velocity of the droplets approaches a flow velocity of the gas-phase refrigerant.
Gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden der vorliegenden Offenbarung umfasst ein Ejektor ein Wirbelraumausbildungselement, eine Düse und einen Körper. Das Wirbelraumausbildungselement definiert einen Wirbelraum, in dem ein Fluid wirbelt. Die Düse umfasst einen Fluiddurchgang, in dem der Druck des aus dem Wirbelraum strömenden Fluids verringert wird, und eine Fluidausstoßöffnung, aus der das Fluid mit verringertem Druck in dem Fluiddurchgang ausgestoßen wird. Der Körper umfasst eine Fluidansaugöffnung, durch die ein Fluid aufgrund einer Saugwirkung des mit hoher Geschwindigkeit aus der Fluidausstoßöffnung ausgestoßenen Fluids angesaugt wird, und einen Druckerhöhungsteil, der eine Geschwindigkeitsenergie eines vermischten Fluids des ausgestoßenen Fluids und des von der Fluidansaugöffnung angesaugten Fluids in eine Druckenergie umwandelt. Der Fluiddurchgang der Düse umfasst einen Teil mit minimaler Durchgangsfläche mit einer kleinsten Durchgangsquerschnittfläche und einen Wirbelunterdrückungsraum, der auf einer strömungsabwärtigen Seite des Teils mit minimaler Durchgangsfläche angeordnet ist und eine Geschwindigkeitskomponente des Fluids in einer Wirbelrichtung unterdrückt, und einen divergenten Teil, dessen Durchgangsquerschnittfläche sich von einem Fluidauslass des Wirbelunterdrückungsraums in Richtung der Fluidausstoßöffnung allmählich vergrößert.According to a second aspect of the present disclosure, an ejector includes a whirl space forming member, a nozzle, and a body. The vortex space forming element defines a vortex space in which a fluid swirls. The nozzle includes a fluid passage in which the pressure of fluid flowing out of the swirling space is reduced, and a fluid ejection port from which the reduced pressure fluid is ejected in the fluid passage. The body comprises a fluid suction port through which a fluid due to a suction of the high Speed is sucked from the Fluidausstoßöffnung ejected fluid, and a pressure increasing part, which converts a speed energy of a mixed fluid of the ejected fluid and the fluid sucked from the Fluidansaugöffnung fluid into a pressure energy. The fluid passage of the nozzle includes a minimum passage area part having a smallest passage cross-sectional area and a vortex suppression space disposed on a downstream side of the minimum passage area and suppressing a velocity component of the fluid in a swirling direction, and a divergent part having a passage cross-sectional area from one Fluid outlet of the vortex suppression space gradually increased toward the fluid discharge opening.
Gemäß dem vorstehenden Aufbau kann der Druck des Fluids in dem Gas-Flüssigkeitsmischzustand, in dem das gasphasige Fluid und das flüssigphasige Fluid miteinander vermischt sind, wie in dem ersten Aspekt durch die Düse verringert werden.According to the above construction, the pressure of the fluid in the gas-liquid mixing state in which the gas-phase fluid and the liquid-phase fluid are mixed with each other can be reduced by the nozzle as in the first aspect.
Da ferner ein Wirbelunterdrückungsraum in dem Fluiddurchgang der Düse definiert ist, wird eine Geschwindigkeitskomponente des Fluids in der Wirbelrichtung verringert, und ein Zustand des Fluids kann den Gas-Flüssigkeitsmischzustand annähern, in dem das gasphasige Fluid und das flüssigphasige Fluid homogen miteinander vermischt sind. Daher wird das Fluid innerhalb des Wirbelunterdrückungsraums gedrosselt, die Strömungsgeschwindigkeit des Fluids wird auf eine Zweiphasen-Schallgeschwindigkeit oder höher beschleunigt, und die Überschallgeschwindigkeit kann in einem divergenten Teil weiter beschleunigt werden.Further, since a swirl suppressing space is defined in the fluid passage of the nozzle, a velocity component of the fluid in the swirling direction is reduced, and a state of the fluid can approach the gas-liquid mixing state in which the gas-phase fluid and the liquid-phase fluid are homogeneously mixed with each other. Therefore, the fluid within the vortex suppression space is throttled, the flow velocity of the fluid is accelerated to a two-phase speed of sound or higher, and the supersonic velocity can be further accelerated in a divergent portion.
Als ein Ergebnis kann wie in dem vorstehenden ersten Aspekt die Strömungsgeschwindigkeit des von der Fluidausstoßöffnung ausgestoßenen Fluids wirksam beschleunigt werden, und eine Verringerung in dem Düsenwirkungsgrad des Ejektors, der den Druck des Fluids, das in dem Gas-Flüssigkeitsmischzustand ist, verringert, kann unterdrückt werden. Eine Verringerung in der Fluiddruckerhöhungsgröße in dem Druckerhöhungsteil des Ejektors, der den Druck des Fluids, das in dem Gas-Flüssigkeitsmischzustand ist, verringert, kann unterdrückt werden.As a result, as in the above first aspect, the flow velocity of the fluid ejected from the fluid ejection port can be effectively accelerated, and a reduction in the ejector nozzle efficiency, which reduces the pressure of the fluid that is in the gas-liquid mixture state, can be suppressed , A reduction in the fluid pressure increasing amount in the pressure increasing part of the ejector that reduces the pressure of the fluid that is in the gas-liquid mixing state can be suppressed.
Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings
1 ist ein Gesamtaufbaudiagramm eines Ejektorkältekreislaufs gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung. 1 FIG. 10 is an entire configuration diagram of an ejector-type refrigeration cycle according to a first embodiment of the present disclosure. FIG.
2 ist eine Schnittansicht eines Ejektors gemäß der ersten Ausführungsform. 2 is a sectional view of an ejector according to the first embodiment.
3 ist eine entlang einer Linie III-III von 2 genommene Querschnittansicht. 3 is one along a line III-III of 2 taken cross-sectional view.
4 ist ein Diagramm das eine Druckänderung und eine Strömungsgeschwindigkeitsänderung eines in einem Kältemitteldurchgang innerhalb einer Düse gemäß der ersten Ausführungsform strömenden Kältemittels darstellt. 4 FIG. 15 is a diagram illustrating a pressure change and a flow rate change of a refrigerant flowing in a refrigerant passage inside a nozzle according to the first embodiment. FIG.
5 ist eine Schnittansicht eines Ejektors gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung. 5 FIG. 10 is a sectional view of an ejector according to a second embodiment of the present disclosure. FIG.
6 ist eine entlang einer Linie VI-VI in 5 genommene Schnittansicht. 6 is one along a line VI-VI in 5 taken sectional view.
7A ist eine Querschnittansicht eines Ejektors gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung. 7A FIG. 12 is a cross-sectional view of an ejector according to a third embodiment of the present disclosure. FIG.
7B ist eine Schnittansicht, die einen Teil einer Düse des Ejektors gemäß der dritten Ausführungsform darstellt. 7B FIG. 10 is a sectional view illustrating a part of a nozzle of the ejector according to the third embodiment. FIG.
8 ist ein Diagramm das eine Druckänderung und eine Strömungsgeschwindigkeitsänderung eines in einem Kältemitteldurchgang innerhalb einer Düse gemäß der dritten Ausführungsform strömenden Kältemittels darstellt. 8th FIG. 15 is a graph illustrating a pressure change and a flow rate change of a refrigerant flowing in a refrigerant passage inside a nozzle according to the third embodiment. FIG.
9 ist ein Diagramm, das ein Dichteverhältnis (ρL/ρg) in einem allgemeinen Kältemittel darstellt. 9 FIG. 13 is a graph illustrating a density ratio (ρL / ρg) in a general refrigerant.
10 ist eine Querschnittansicht, die einen Teil einer Düse in einem Ejektor gemäß einer Modifikation der vorliegenden Offenbarung darstellt. 10 FIG. 12 is a cross-sectional view illustrating a part of a nozzle in an ejector according to a modification of the present disclosure. FIG.
Ausführungsformen zur Ausnutzung der ErfindungEmbodiments for utilizing the invention
Hier nachstehend werden mehrere Ausführungsformen zur Implementierung der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. In den jeweiligen Ausführungsformen kann einem Teil, der einem in einer vorhergehenden Ausführungsform beschriebenen Gegenstand entspricht, die gleiche Bezugszahl zugewiesen werden, und die redundante Erklärung für den Teil kann weggelassen werden. Wenn in einer Ausführungsform nur ein Teil eines Aufbaus beschrieben wird, kann eine andere vorhergehende Ausführungsform auf die anderen Teile des Aufbaus angewendet werden. Die Teile können selbst dann kombiniert werden, wenn nicht explizit beschrieben wird, dass die Teile kombiniert werden können. Die Ausführungsformen können selbst dann teilweise kombiniert werden, wenn nicht explizit beschrieben ist, dass die Ausführungsformen kombiniert werden können, vorausgesetzt es liegt kein Nachteil in der Kombination.Hereinafter, several embodiments for implementing the present invention will be described with reference to the drawings. In the respective embodiments, a part corresponding to an object described in a preceding embodiment may be assigned the same reference number, and the redundant explanation for the part may be omitted. In one embodiment, when only a part of a construction is described, another previous embodiment may be applied to the other parts of the construction. The parts can be combined even if it is not explicitly stated that the parts can be combined. The embodiments may be partially combined even if it is not explicitly described that the embodiments may be combined, provided there is no disadvantage in the combination.
(Erste Ausführungsform) First Embodiment
Eine erste Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung wird nachstehend unter Bezug auf 1 bis 4 beschrieben. Wie in einem Gesamtaufbaudiagramm von 1 dargestellt, wird ein Ejektor 13 gemäß dieser Ausführungsform auf eine Dampfkompressionskältekeislaufvorrichtung mit einem Ejektor als Kältemitteldruckverringerungsvorrichtung, das heißt, einen Ejektorkältekreislauf 10 angewendet. Daher kann das Kältemittel als ein Beispiel für das in dem Ejektor 13 strömende Fluid verwendet werden. Überdies wird der Ejektorkältekreislauf 10 auf eine Fahrzeugklimatisierungsvorrichtung angewendet und führt eine Funktion zum Kühlen von Gebläseluft, die in ein Fahrzeuginneres, das ein zu klimatisierender Raum ist, geblasen wird, aus.A first embodiment of the present disclosure will be described below with reference to FIG 1 to 4 described. As in an overall construction diagram of 1 shown, becomes an ejector 13 according to this embodiment, to a vapor-compression type refrigerant ice-skating apparatus having an ejector as the refrigerant pressure-reducing device, that is, an ejector-type refrigeration cycle 10 applied. Therefore, the refrigerant as an example of that in the ejector 13 flowing fluid can be used. Moreover, the ejector refrigeration cycle becomes 10 to a vehicle air conditioning apparatus, and performs a function of cooling air blown into a vehicle interior which is a space to be air-conditioned.
Zuerst saugt in dem Ejektorkältekreislauf 10 ein Kompressor 11 ein Kältemittel ein, erhöht den Druck des Kältemittels auf ein Hochdruckkältemittel und stößt das Kältemittel aus. Insbesondere ist der Kompressor 11 dieser Ausführungsform ein elektrischer Kompressor, in dem ein Kompressionsmechanismus 11a mit fester Kapazität und ein Elektromotor 11b zum Antreiben des Kompressionsmechanismus 11a in einem Gehäuse aufgenommen sind.First, suck in the ejector refrigeration cycle 10 a compressor 11 refrigerant, increases the pressure of the refrigerant to a high-pressure refrigerant, and discharges the refrigerant. In particular, the compressor 11 this embodiment, an electric compressor in which a compression mechanism 11a with fixed capacity and an electric motor 11b for driving the compression mechanism 11a are accommodated in a housing.
Verschiedene Kompressionsmechanismen, wie etwa ein Spiralkompressionsmechanismus und ein Flügelzellenkompressionsmechanismus, können als der Kompressionsmechanismus 11a verwendet werden. Ferner wird der Betrieb (die Drehzahl) des Elektromotors 11b gemäß einem Steuersignal gesteuert, das von einer Steuervorrichtung, die nachstehend beschrieben werden soll, ausgegeben wird, und jeder eines Wechselstrommotors und eines Gleichstrommotors kann als der Elektromotor 11b verwendet werden.Various compression mechanisms, such as a helical compression mechanism and a vane compression mechanism, may be used as the compression mechanism 11a be used. Further, the operation (the rotation speed) of the electric motor becomes 11b controlled according to a control signal output from a control device to be described below, and each of an AC motor and a DC motor may be controlled as the electric motor 11b be used.
Eine Kältemitteleinlassseite eines Kondensators 12a eines Wärmestrahlers 12 ist mit einer Ausstoßöffnung des Kompressors 11 verbunden. Der Wärmestrahler 12 ist ein Strahlungswärmetauscher, der Wärme zwischen einem Hochdruckkältemittel, das von dem Kompressor 11 ausgestoßen wird, und einer Fahrzeugaußenluft (Außenluft), die von einem Kühlventilator 12d geblasen wird, austauscht, um Wärme von dem Hochdruckkältemittel abzustrahlen und das Hochdruckkältemittel zu kühlen.A refrigerant inlet side of a condenser 12a a heat radiator 12 is with a discharge opening of the compressor 11 connected. The heat radiator 12 is a radiant heat exchanger that transfers heat between a high pressure refrigerant coming from the compressor 11 is discharged, and a vehicle outside air (outside air) from a cooling fan 12d is blown, exchanged to radiate heat from the high pressure refrigerant and to cool the high pressure refrigerant.
Insbesondere ist der Wärmestrahler 12 ein sogenannter Unterkühlungskondensator, der umfasst: den Kondensator 12a, der ein gasphasiges Hochdruckkältemittel, das von dem Kompressor 11 ausgestoßen wird, durch die Austauschen von Wärme zwischen dem gasphasigen Hochdruckkältemittel und der Außenluft, die von dem Kühlventilator 12d geblasen wird, kondensiert, um die Wärme des gasphasigen Hochdruckkältemittels abzustrahlen; einen Aufnehmerteil 12b, der Gas und Flüssigkeit des Kältemittels, das aus dem Kondensator 12a geströmt ist, trennt und ein überschüssiges flüssigphasiges Kältemittel lagert; und einen Unterkühlungsabschnitt 12c, der ein flüssigphasiges Kältemittel, das aus dem Aufnehmerteil 12b geströmt ist, unterkühlt, indem Wärme zwischen dem flüssigphasigen Kältemittel und der von dem Kühlventilator 12d geblasenen Außenluft ausgetauscht wird.In particular, the heat radiator 12 a so-called subcooling capacitor comprising: the capacitor 12a containing a high-pressure gas-phase refrigerant coming from the compressor 11 by exchanging heat between the high-pressure gas-phase refrigerant and the outside air discharged from the cooling fan 12d is blown, condensed to radiate the heat of the gas-phase high-pressure refrigerant; a pickup part 12b , the gas and liquid of the refrigerant coming out of the condenser 12a has flowed, separated and stored an excess liquid-phase refrigerant; and a subcooling section 12c containing a liquid-phase refrigerant coming from the receiving part 12b has flowed, subcooled, by heat between the liquid-phase refrigerant and that of the cooling fan 12d blown outside air is exchanged.
Indessen verwendet der Ejektorkältekreislauf 10 ein HFC-basiertes Kältemittel (insbesondere R134a) als das Kältemittel und bildet einen unterkritischen Kältekreislauf, in dem ein hochdruckseitiger Kältemitteldruck einen kritischen Druck des Kältemittels nicht übersteigt. Der Ejektorkältekreislauf 10 kann ein HFO-basiertes Kältemittel (insbesondere R1234yf) oder ähnliches als das Kältemittel verwenden. Außerdem wird Kältemaschinenöl zum Schmieren des Kompressors 11 mit dem Kältemittel vermischt, und ein Teil des Kältemaschinenöls zirkuliert zusammen mit dem Kältemittel in dem Kreislauf.Meanwhile, the ejector refrigeration cycle uses 10 an HFC-based refrigerant (particularly, R134a) as the refrigerant and forms a subcritical refrigeration cycle in which a high-pressure side refrigerant pressure does not exceed a critical pressure of the refrigerant. The ejector refrigeration cycle 10 may use an HFO-based refrigerant (especially R1234yf) or the like as the refrigerant. In addition, refrigerator oil is used to lubricate the compressor 11 mixed with the refrigerant, and a part of the refrigerator oil circulates together with the refrigerant in the circuit.
Der Kühlventilator 12d ist ein elektrisches Gebläse, dessen Drehzahl (Gebläseluftmenge) durch eine Steuerspannung gesteuert wird, die von der Steuervorrichtung ausgegeben wird.The cooling fan 12d is an electric blower whose speed (blower air amount) is controlled by a control voltage output from the control device.
Eine Kältemitteleinlassöffnung 31a des Ejektors 13 ist mit einer Kältemittelauslassseite des Unterkühlungsabschnitts 12c des Wärmestrahlers 12 verbunden. Der Ejektor 13 wirkt als Druckverringerungsvorrichtung zur Verringerung des Drucks, mit dem ein Fluid aus dem Wärmestrahler 12 strömt. Der Ejektor wirkt auch als eine Kältemittelzirkulationsvorrichtung (Kältemitteltransportvorrichtung) zum Ansaugen (Transportieren) des Kältemittels durch die Saugwirkung eines Ausstoßkältemittels, das von der Düse 31 mit einer hohen Geschwindigkeit ausgestoßen wird, um das Kältemittel in dem Kreislauf zu zirkulieren.A refrigerant inlet 31a of the ejector 13 is with a refrigerant outlet side of the subcooling section 12c the heat radiator 12 connected. The ejector 13 acts as a pressure reducing device for reducing the pressure with which a fluid from the heat radiator 12 flows. The ejector also functions as a refrigerant circulation device (refrigerant transport device) for sucking (transporting) the refrigerant by the suction action of an ejection refrigerant discharged from the nozzle 31 is ejected at a high speed to circulate the refrigerant in the circuit.
Ein detaillierter Aufbau des Ejektors 13 wird unter Bezug auf 2 und 3 beschrieben. Der Ejektor 13 hat, wie in 2 dargestellt, die Düse 31 und einen Körper 32. Zuerst wird die Düse 31 aus Metall (zum Beispiel nichtrostender Legierung) hergestellt, das zu einer im Wesentlichen zylindrischen Form geformt ist, das in Richtung einer Strömungsrichtung des Kältemittels konisch zuläuft, und der Druck des in die Düse 31 strömenden Kältemittels wird isentrop verringert, und es wird aus der Kältemittelausstoßöffnung 31b, die auf der strömungsabwärtigsten Seite in der Kältemittelströmung definiert ist, ausgestoßen.A detailed structure of the ejector 13 is referring to 2 and 3 described. The ejector 13 has, as in 2 shown, the nozzle 31 and a body 32 , First, the nozzle 31 made of metal (for example, stainless alloy) formed into a substantially cylindrical shape tapering in the direction of a flow direction of the refrigerant, and the pressure of the into the nozzle 31 flowing refrigerant is isentropically reduced, and it is from the refrigerant discharge port 31b , which is defined on the most downstream side in the refrigerant flow, ejected.
Das Innere der Düse 31 ist mit einem Wirbelraum 31c, in dem das Kältemittel wirbelt, das von der Kältemitteleinlassöffnung 31 geströmt ist, und einem Kältemitteldurchgang, in dem der Druck des aus dem Wirbelraum 31c strömenden Kältemittels verringert wird, ausgebildet. Ferner ist der Kältemitteldurchgang versehen mit: einem Teil 31d mit minimaler Durchgangsfläche mit einer Kältemitteldurchgangsfläche, die am stärksten verkleinert ist, einem konisch zulaufenden Teil 31e mit einer Kältemitteldurchgangsfläche die von dem Wirbelraum 31c in Richtung des Teils mit minimaler Durchgangsfläche 31d allmählich verkleinert ist, und einem divergenten Teil 31f, dessen Kältemitteldurchgangsfläche von dem Teil 31d mit minimaler Durchgangsfläche in Richtung der Kältemittelausstoßöffnung 31b allmählich vergrößert ist.The interior of the nozzle 31 is with a swirling room 31c in which the refrigerant swirls, that of the refrigerant inlet 31 has flowed, and a refrigerant passage in which the pressure of the from the swirling space 31c flowing refrigerant is reduced, trained. Further, the refrigerant passage is provided with: a part 31d with a minimum passage area with a refrigerant passage area that is most reduced in size, a tapered portion 31e with a refrigerant passage area that of the swirling space 31c towards the part with minimal passage area 31d is gradually reduced, and a divergent part 31f , the refrigerant passage area of the part 31d with minimal passage area in the direction of the refrigerant discharge opening 31b is gradually increased.
Der Wirbelraum 31c ist ein zylindrischer Raum, der auf der strömungsaufwärtigsten Seite der Düse 31 in einer Kältemittelströmung bereitgestellt ist und im Inneren eines zylindrischen Teils 31g, der sich in der Axialrichtung der Düse 31 koaxial erstreckt, definiert. Ferner erstreckt sich ein Kältemitteleinlassdurchgang, der die Kältemitteleinlassöffnung 31a und den Wirbelraum 31c verbindet, in einer Mittelachsenrichtung des Wirbelraums 31c gesehen in einer Tangentialrichtung einer Innenwandoberfläche des Wirbelraums 31c.The whirl space 31c is a cylindrical space located on the most upstream side of the nozzle 31 is provided in a refrigerant flow and inside a cylindrical part 31g extending in the axial direction of the nozzle 31 coaxially extending, defined. Further, a refrigerant inlet passage that extends the refrigerant inlet port extends 31a and the spinal room 31c connects, in a central axis direction of the vortex space 31c seen in a tangential direction of an inner wall surface of the swirling space 31c ,
Mit dem vorstehenden Aufbau strömt das Kältemittel, das von der Kältemitteleinlassöffnung 31a in den Wirbelraum 31c geströmt ist, entlang einer Innenwandoberfläche des Wirbelraums 31c und wirbelt um eine Mittelachse des Wirbelraums 31c. Daher kann der zylindrische Teil 31g aus einem Wirbelraumausbildungselement ausgebildet sein, das als ein Beispiel den Wirbelraum 31c bildet, in dem das Fluid wirbelt, und in dieser Ausführungsform können das Wirbelraumausbildungselement und die Düse integral ausgebildet sein.With the above structure, the refrigerant flowing from the refrigerant inlet port flows 31a in the swirling room 31c has flowed along an inner wall surface of the swirling space 31c and whirls around a central axis of the whirling space 31c , Therefore, the cylindrical part 31g be formed from a Wirbelraumausbildungselement, which as an example the vortex space 31c in which the fluid swirls, and in this embodiment, the swirling space forming member and the nozzle may be integrally formed.
Da eine Zentrifugalkraft auf das Kältemittel wirkt, das in dem Wirbelraum 31c wirbelt, ist ein Kältemitteldruck auf der Mittelachsenseite niedriger als ein Kältemitteldruck, das auf der Außenumfangsseite in dem Wirbelraum 31c. Folglich wird in dieser Ausführungsform während des Normalbetriebs des Ejektorkältekreislaufs 10 der Druck eines Kältemittels, das auf der Mittelachsenseite in dem Wirbelraum 31c vorhanden ist, auf einen Druck, bei dem ein flüssigphasiges Kältemittel gesättigt ist, oder einen Druck, bei dem ein Kältemittel dekomprimiert und gesiedet wird (Hohlraumbildung tritt auf) verringert.Because a centrifugal force acts on the refrigerant in the swirling space 31c whirls, a refrigerant pressure on the center axis side is lower than a refrigerant pressure on the outer peripheral side in the swirling space 31c , Consequently, in this embodiment, during the normal operation of the ejector-type refrigeration cycle 10 the pressure of a refrigerant on the central axis side in the swirling space 31c is present, to a pressure at which a liquid-phase refrigerant is saturated, or a pressure at which a refrigerant is decompressed and boiled (cavitation occurs) decreases.
Die Einstellung des Drucks des Kältemittels, das auf der Mittelachsenseite in dem Wirbelraum 31c vorhanden ist, kann realisiert werden, indem die Wirbelströmungsgeschwindigkeit des in dem Wirbelraum 31c wirbelnden Kältemittels eingestellt wird. Ferner kann die Einstellung der Wirbelströmungsgeschwindigkeit zum Beispiel ausgeführt werden, indem ein Flächenverhältnis zwischen der Durchgangsschnittfläche des Kältemitteleinlassdurchgangs und der Schnittfläche des Wirbelraums 31c senkrecht zu der Axialrichtung eingestellt wird. Indessen bedeutet die Wirbelströmungsgeschwindigkeit in dieser Ausführungsform die Strömungsgeschwindigkeit des Kältemittels in der Wirbelrichtung in der Nachbarschaft des äußersten Umfangsteils des Wirbelraums 31c.The adjustment of the pressure of the refrigerant, that on the central axis side in the swirling space 31c is present, can be realized by the vortex flow velocity of the in the vortex space 31c whirling refrigerant is adjusted. Further, the adjustment of the swirling flow velocity may be performed, for example, by adjusting an area ratio between the passage sectional area of the refrigerant inlet passage and the sectional area of the swirling space 31c is set perpendicular to the axial direction. Meanwhile, in this embodiment, the swirling flow velocity means the flow velocity of the refrigerant in the swirling direction in the vicinity of the outermost peripheral part of the swirling space 31c ,
Der konisch zulaufende Teil 31e ist koaxial mit dem Wirbelraum 31c angeordnet und zu einer Kegelstumpfform mit einer Kältemitteldurchgangsfläche, die von dem Wirbelraum 31c in Richtung des Teils mit minimaler Durchgangsfläche 31d allmählich verkleinert ist, ausgebildet. Aus diesem Grund strömt das Kältemittel in dem Gas-Flüssigkeitsmischzustand, in dem das gasphasige Kältemittel und das flüssigphasige Kältemittel auf der Wirbelmittenseite des Kältemittels, das in dem Wirbelraum 31c wirbelt, vermischt sind, in den Teil 31d mit minimaler Durchgangsfläche.The tapered part 31e is coaxial with the vertebral space 31c arranged and formed into a truncated cone shape with a refrigerant passage area from the swirling space 31c towards the part with minimal passage area 31d is gradually reduced, trained. For this reason, the refrigerant flows in the gas-liquid mixing state in which the gas-phase refrigerant and the liquid-phase refrigerant on the swirl center side of the refrigerant, that in the swirling space 31c swirls, are mixed, in the part 31d with minimal passage area.
Der divergente Teil 31f ist koaxial mit dem Wirbelraum 31c und dem konisch zulaufenden Teil 31e angeordnet und zu einer Kegelstumpfform mit einer Kältemitteldurchgangsfläche ausgebildet, die von dem Teil 31d mit minimaler Durchgangsfläche in Richtung der Kältemittelausstoßöffnung 31b vergrößert ist.The divergent part 31f is coaxial with the vertebral space 31c and the tapered portion 31e arranged and formed into a truncated cone shape with a refrigerant passage area, which is formed by the part 31d with minimal passage area in the direction of the refrigerant discharge opening 31b is enlarged.
Plattenelemente 33 als ein Beispiel für den Wirbelunterdrückungsteil, der eine Geschwindigkeitskomponente des Kältemittels, das von dem Wirbelraum 31c durch den konisch zulaufenden Teil 31e in den Teil 31d mit minimaler Durchgangsfläche strömt, verringert, sind auf einer Innenumfangswandoberfläche des Kältemitteldurchgangs der Düse 31 gemäß dieser Ausführungsform angeordnet. Wie in 2 und 3 dargestellt, erstrecken sich die Plattenelemente 33 parallel zu einer Axialrichtung (Mittelachsenrichtung des Wirbelraums 31c) der Düse 31 und einer Radialrichtung (Radialrichtung des Wirbelraums 31c) der Düse 31.panel members 33 as an example of the vortex suppression part, which is a velocity component of the refrigerant coming from the vortex space 31c through the tapered part 31e in the part 31d With minimum passage area flows, are on an inner peripheral wall surface of the refrigerant passage of the nozzle 31 arranged according to this embodiment. As in 2 and 3 shown, the plate elements extend 33 parallel to an axial direction (central axis direction of the swirling space 31c ) of the nozzle 31 and a radial direction (radial direction of the swirling space 31c ) of the nozzle 31 ,
Die Plattenelemente 33 sind auf der Innenumfangswandoberfläche des Kältemitteldurchgangs, der im Inneren der Düse 31 definiert ist, auf der strömungsaufwärtigen Seite (das heißt, im Inneren des konisch zulaufenden Teils 31e) des Teils 31d mit minimaler Durchgangsfläche angeordnet. Mehrere (in dieser Ausführungsform acht) Plattenelemente 33 sind, wie in einer vergrößerten Querschnittansicht von 3 dargestellt, in gleichen Winkelabständen um die Düse 31 herum angeordnet.The plate elements 33 are on the inner peripheral wall surface of the refrigerant passage, which is inside the nozzle 31 is defined on the upstream side (that is, inside the tapered portion 31e ) of the part 31d arranged with minimal passage area. Multiple (eight in this embodiment) plate elements 33 are, as in an enlarged cross-sectional view of 3 represented, at equal angular intervals around the nozzle 31 arranged around.
Die Plattenelemente 33 sind dafür gedacht, die Geschwindigkeitskomponente des Kältemittels in der Wirbelrichtung zu verringern, aber nicht dafür gedacht, die Geschwindigkeitskomponente des Kältemittels in der Wirbelrichtung vollkommen zu eliminieren. Unter diesen Gegebenheiten sind Enden der Plattenelemente auf der Mittelachsenseite, wie in einer vergrößerten Querschnittansicht von 3 dargestellt, aus der Axialrichtung gesehen gleichmäßig auf der Innenumfangswandoberfläche des Teils 31d mit minimaler Durchgangsfläche oder auf der Außenumfangsseite in Bezug auf die Innenumfangswandoberfläche des Teils 31d mit minimaler Durchgangsfläche angeordnet.The plate elements 33 are intended to reduce the velocity component of the refrigerant in the swirling direction, but are not intended to completely eliminate the velocity component of the refrigerant in the swirling direction. Under these circumstances, ends of the plate members are on the center axis side, as in an enlarged cross-sectional view of FIG 3 as viewed from the axial direction uniformly on the inner peripheral wall surface of the part 31d with minimum passage area or on the outer peripheral side with respect to the inner peripheral wall surface of the part 31d arranged with minimal passage area.
Dann wirkt der Körper 32, der aus einem Metall (zum Beispiel Aluminium) hergestellt ist, das zu einer im Wesentlichen zylindrischen Form ausgebildet ist, als ein Fixierelement zum inneren Halten und Fixieren der Düse 31 und bildet eine Außenschale des Ejektors 13. Insbesondere ist die Düse 31 durch Presspassen fixiert, so dass sie in dem Inneren einer Endseite in der Längsrichtung des Körpers 32 untergebracht ist.Then the body works 32 made of a metal (for example, aluminum) formed into a substantially cylindrical shape, as a fixing member for internally holding and fixing the nozzle 31 and forms an outer shell of the ejector 13 , In particular, the nozzle 31 fixed by press-fitting, so that they are in the interior of an end side in the longitudinal direction of the body 32 is housed.
Ein Abschnitt einer Außenumfangsseitenoberfläche des Körpers 32, die einer Außenumfangsseite der Düse 31 entspricht, ist mit einer Kaltemittelansaugöffnung 32a versehen, die derart angeordnet ist, dass sie durch diesen Abschnitt geht und mit der Kältemittelausstoßöffnung 31b der Düse 31 in Verbindung steht. Die Kältemittelansaugöffnung 32a ist ein Durchgangsloch zum Ansaugen des Kältemittels, das aus einem Verdampfer 16 geströmt ist, in das Innere des Ejektors 13 aufgrund der Saugwirkung des Ausstoßkältemittels, das von der Kaltemittelausstoßöffnung 31b der Düse 31 ausgestoßen wird.A portion of an outer peripheral side surface of the body 32 , which is an outer peripheral side of the nozzle 31 corresponds, is with a Kaltemittelansaugöffnung 32a provided so as to pass through this portion and to the refrigerant discharge port 31b the nozzle 31 communicates. The refrigerant suction port 32a is a through hole for sucking the refrigerant, which consists of an evaporator 16 has flowed into the interior of the ejector 13 due to the suction effect of the ejection refrigerant coming from the refrigerant ejection port 31b the nozzle 31 is ejected.
Daher wird ein Einlassraum, in den das Kältemittel strömt, um die Kältemittelansaugöffnung 32a im Inneren des Körpers 32 herum definiert, und ein Ansaugdurchgang 32c wird zwischen einer Außenumfangsseite um einen konisch zulaufenden vorderen Endteil der Düse 31 und eine Innenumfangsseite des Körpers 32 herum definiert. Der Ansaugdurchgang 32c führt das in das Innere des Körpers 32 strömende Ansaugkältemittel zu einem Diffusorabschnitt 32b.Therefore, an inlet space into which the refrigerant flows becomes the refrigerant suction port 32a inside the body 32 around defined, and a suction passage 32c is between an outer peripheral side around a tapered front end portion of the nozzle 31 and an inner peripheral side of the body 32 defined around. The intake passage 32c This leads into the interior of the body 32 flowing suction refrigerant to a diffuser section 32b ,
Eine Kältemitteldurchgangsfläche des Ansaugdurchgangs 32c ist in Richtung der Kältemittelströmungsrichtung allmählich verkleinert. Mit dem vorstehenden Aufbau wird eine Strömungsgeschwindigkeit des Ansaugkältemittels, das in dem Ansaugdurchgang 32c strömt, in dem Ejektor 13 dieser Ausführungsform allmählich beschleunigt, und ein Energieverlust (Mischverlust) beim Mischen des Ansaugkältemittels mit dem Ausstoßkältemittel wird durch den Diffusorabschnitt 32b verringert.A refrigerant passage area of the suction passage 32c is gradually reduced in the direction of the refrigerant flow direction. With the above structure, a flow velocity of the suction refrigerant that is in the suction passage 32c flows in the ejector 13 This embodiment is gradually accelerated, and an energy loss (mixing loss) in mixing the suction refrigerant with the discharge refrigerant through the diffuser section 32b reduced.
Der Diffusorabschnitt 32b ist derart angeordnet, dass er mit einer Auslassseite des Ansaugdurchgangs 32c kontinuierlich ist, und derart ausgebildet, dass eine Kältemitteldurchgangsfläche sich allmählich ausdehnt. Dieser Aufbau führt eine Funktion zum Umwandeln einer Geschwindigkeitsenergie eines gemischten Kältemittels des Ausstoßkältemittels und des Ansaugkältemittels in eine Druckenergie durch, das heißt, wirkt als ein Druckerhöhungsteil, der eine Strömungsgeschwindigkeit des vermischten Kältemittels verzögert und das vermischte Kältemittel unter Druck setzt.The diffuser section 32b is disposed so as to communicate with an outlet side of the suction passage 32c is continuous, and formed such that a refrigerant passage area gradually expands. This structure performs a function of converting a velocity energy of a mixed refrigerant of the ejection refrigerant and the suction refrigerant into a pressure energy, that is, acts as a pressure increasing part that delays a flow velocity of the mixed refrigerant and pressurizes the mixed refrigerant.
Insbesondere ist eine Wandoberflächenform der Innenumfangswandoberfläche des Körpers 32, die den Diffusorabschnitt 32b gemäß dieser Ausführungsform bildet, durch die Kombination der mehreren Kurven, wie in einem Querschnitt entlang der Axialrichtung in 2 dargestellt, definiert. Ein Spreizungsgrad der Kältemitteldurchgangsquerschnittfläche des Diffusorabschnitts 32b nimmt in Richtung der Kältemittelströmungsrichtung allmählich zu und nimmt danach wieder ab, als ein Ergebnis wovon der Druck des Kältemittels isentrop erhöht werden kann.In particular, a wall surface shape is the inner peripheral wall surface of the body 32 that the diffuser section 32b according to this embodiment forms, by the combination of the plurality of curves, as in a cross section along the axial direction in 2 represented, defined. A spreading degree of the refrigerant passage sectional area of the diffuser portion 32b increases gradually in the direction of refrigerant flow, and then decreases again as a result of which the pressure of the refrigerant can be increased isentropically.
Wie in 1 dargestellt, ist eine Kältemittelauslassseite des Diffusorabschnitts 32b des Ejektors 13 mit einer Kältemitteleinlassöffnung eines Akkumulators 14 verbunden. Der Akkumulator 14 ist eine Gas-Flüssigkeitsabscheidungsvorrichtung, die Gas und Flüssigkeit des in das Innere des Akkumulators 14 strömenden Kältemittels voneinander abscheidet. Ferner wirkt der Akkumulator 14 dieser Ausführungsform als ein Vorratsbehälter zum Lagern eines überschüssigen flüssigphasigen Kältemittels in dem Kreislauf.As in 1 is a refrigerant outlet side of the diffuser portion 32b of the ejector 13 with a refrigerant inlet opening of a rechargeable battery 14 connected. The accumulator 14 is a gas-liquid separation device, the gas and liquid of the inside of the accumulator 14 flowing refrigerant separates from each other. Furthermore, the accumulator acts 14 this embodiment as a reservoir for storing an excess liquid-phase refrigerant in the circuit.
Eine Auslassöffnung für flüssigphasiges Kältemittel des Akkumulators 14 ist durch eine feste Mündung 15 mit einer Kältemitteleinlassseite des Verdampfers 16 verbunden. Die feste Mündung 15 ist eine Druckverringerungsvorrichtung zum Verringern des Drucks des aus dem Akkumulator 14 strömenden flüssigphasigen Kältemittels. Insbesondere kann die feste Mündung 15 aus einer Mündung oder einem Kapillarrohr ausgebildet sein.An outlet opening for liquid-phase refrigerant of the accumulator 14 is through a fixed mouth 15 with a refrigerant inlet side of the evaporator 16 connected. The solid estuary 15 is a pressure reducing device for reducing the pressure of the from the accumulator 14 flowing liquid phase refrigerant. In particular, the fixed mouth 15 be formed from an orifice or a capillary tube.
Der Verdampfer 16 ist ein Wärmetauscher zum Aufnehmen von Wärme, der Wärme zwischen einem Niederdruckkältemittel, dessen Druck durch den Ejektor 13 und die feste Mündung 15 verringert wurde, und einer Gebläseluft, die von dem Gebläseventilator 16a in das Fahrzeuginnere geblasen wird, austauscht, um das Niederdruckkältemittel zu verdampfen, und übt eine Wärmeaufnahmewirkung aus.The evaporator 16 is a heat exchanger for absorbing heat, the heat between a low pressure refrigerant, its pressure through the ejector 13 and the firm mouth 15 was reduced, and a forced air from the blower fan 16a is blown into the vehicle interior, exchanges to evaporate the low-pressure refrigerant, and exerts a heat absorption effect.
Der Gebläseventilator 16a ist ein elektrisches Gebläse, dessen Drehzahl (die Menge an Gebläseluft) durch eine Steuerspannung gesteuert wird, die von der Steuervorrichtung ausgegeben wird. Eine Auslassseite des Verdampfers 16 ist mit der Kältemittelansaugöffnung 32a des Ejektors 13 verbunden. Eine Ansaugseite des Kompressors 11 ist mit einer Auslassöffnung 31d für gasphasiges Kältemittel des Akkumulators 14 verbunden.The fan fan 16a is an electric blower whose rotation speed (the amount of blown air) is controlled by a control voltage output from the control device. An outlet side of the evaporator 16 is with the refrigerant suction port 32a of the ejector 13 connected. A suction side of the compressor 11 is with an outlet opening 31d for gas-phase refrigerant of the accumulator 14 connected.
Als nächstes umfasst die (nicht gezeigte) Steuervorrichtung einen wohlbekannten Mikrocomputer mit einer CPU, einem ROM und einem RAM und periphere Schaltungen des Mikrocomputers. Die Steuervorrichtung steuert die Betriebe der vorstehend erwähnten verschiedenen elektrischen Aktuatoren 11b, 12d und 16a und ähnlicher durch Durchführen verschiedener Berechnungen und der Verarbeitung auf der Basis eines in dem ROM gespeicherten Steuerprogramms. Next, the control device (not shown) includes a well-known microcomputer having a CPU, a ROM and a RAM, and peripheral circuits of the microcomputer. The control device controls the operations of the above-mentioned various electric actuators 11b . 12d and 16a and the like, by performing various calculations and processing based on a control program stored in the ROM.
Eine Klimatisierungssensorgruppe, wie etwa ein Innenlufttemperatursensor zum Erfassen einer Fahrzeuginnentemperatur, ein Außenlufttemperatursensor zum Erfassen der Temperatur von Außenluft, ein Sonnenstrahlungssensor zum Erfassen der Menge an Sonnenstrahlung in dem Fahrzeuginneren, ein Verdampfungstemperatursensor zum Erfassen der Ausblaslufttemperatur von dem Verdampfer 16 (der Temperatur des Verdampfers), ein auslassseitiger Temperatursensor zum Erfassen der Temperatur eines Kältemittels auf der Auslassseite des Wärmestrahlers 12 und ein auslassseitiger Drucksensor zum Erfassen des Drucks des Kältemittels auf der Auslassseite des Wärmestrahlers 12, ist mit der Steuervorrichtung verbunden. Folglich werden Erfassungswerte der Sensorgruppe in die Steuervorrichtung eingespeist.An air-conditioning sensor group such as an inside air temperature sensor for detecting a vehicle interior temperature, an outside air temperature sensor for detecting the temperature of outside air, a solar radiation sensor for detecting the amount of solar radiation in the vehicle interior, an evaporating temperature sensor for detecting the blown air temperature from the evaporator 16 (The temperature of the evaporator), an outlet-side temperature sensor for detecting the temperature of a refrigerant on the outlet side of the heat radiator 12 and an outlet side pressure sensor for detecting the pressure of the refrigerant on the outlet side of the heat radiator 12 , is connected to the control device. Consequently, detection values of the sensor group are fed to the control device.
Außerdem ist ein (nicht gezeigtes) Bedienfeld, das in der Nähe einer Armaturenbretttafel angeordnet ist, mit der Eingangsseite der Steuervorrichtung verbunden, und Bediensignale, die von verschiedenen Bedienschaltern ausgegeben werden, die auf dem Bedienfeld montiert sind, werden in die Steuervorrichtung eingespeist. Ein Klimaanlagenbedienschalter, der verwendet wird, um die Klimatisierung in dem Fahrzeuginneren durchzuführen, ein Fahrzeuginnentemperaturfestlegungsschalter, der verwendet wird, um die Temperatur in dem Fahrzeuginneren festzulegen, und ähnliches sind als die verschiedenen Bedienschalter, die auf dem Bedienfeld montiert sind, bereitgestellt.In addition, a control panel (not shown) disposed near a dashboard is connected to the input side of the control apparatus, and control signals output from various operation switches mounted on the control panel are input to the control apparatus. An air conditioner operation switch used to perform the air conditioning in the vehicle interior, a vehicle interior temperature setting switch used to set the temperature in the vehicle interior, and the like are provided as the various operation switches mounted on the operation panel.
Indessen ist die Steuervorrichtung dieser Ausführungsform mit einer Steuervorrichtung zum Steuern der Betriebe verschiedener Steuerzielvorrichtungen integriert, die mit der Ausgangsseite der Steuervorrichtung verbunden sind, aber die Struktur (Hardware und Software) der Steuervorrichtung, die die Betriebe der jeweiligen Steuerzielvorrichtungen steuert, bildet die Steuereinheit der jeweiligen Zielsteuervorrichtungen. Zum Beispiel bildet eine Struktur (Hardware und Software), die den Betrieb des Elektromotors 11b des Kompressors 11 steuert, eine Steuereinheit für das Ausstoßvermögen in dieser Ausführungsform.Meanwhile, the control device of this embodiment is integrated with a control device for controlling the operations of various control target devices connected to the output side of the control device, but the structure (hardware and software) of the control device that controls the operations of the respective control target devices forms the control unit of the respective ones target control devices. For example, a structure (hardware and software) that constitutes the operation of the electric motor 11b of the compressor 11 controls, a discharge capacity control unit in this embodiment.
Als nächstes wird der Betrieb dieser Ausführungsform mit dem vorstehend erwähnten Aufbau beschrieben. Zuerst, wenn ein Bedienschalter des Bedienfelds eingeschaltet wird, betreibt die Steuervorrichtung den Elektromotor 11b des Kompressors 11, den Kühlventilator 12d, den Gebläseventilator 16a und ähnliche. Folglich saugt der Kompressor 11 ein Kältemittel an und komprimiert es und stößt das Kältemittel aus.Next, the operation of this embodiment having the above-mentioned structure will be described. First, when an operation switch of the operation panel is turned on, the control device operates the electric motor 11b of the compressor 11 , the cooling fan 12d , the blower fan 16a and similar. Consequently, the compressor sucks 11 a refrigerant and compresses it and ejects the refrigerant.
Das gasphasige Kältemittel, das von dem Kompressor 11 ausgestoßen wird und eine hohe Temperatur und einen hohen Druck hat, strömt in den Kondensatorteil 12a des Wärmestrahlers 12 und wird durch Austauschen von Wärme zwischen der Gebläseluft (Außenluft), die von dem Kühlventilator 12d geblasen wird, und sich selbst durch Abstrahlen von Wärme kondensiert. Das Kältemittel, das in dem Kondensator 12a Wärme abgestrahlt hat, wird in dem Aufnehmerteil 12b in Gas und Flüssigkeit abgeschieden. Ein flüssigphasiges Kältemittel, das in dem Aufnehmer 12b der Gas-Flüssigkeitsabscheidung unterzogen wurde, wird durch Austauschen von Wärme zwischen der Gebläseluft, die von dem Kühlventilator 12d geblasen wird, und sich selbst in dem Unterkühlungsabschnitt 12c und weiteres Abstrahlen von Wärme in ein unterkühltes flüssigphasiges Kältemittel geändert.The gas-phase refrigerant coming from the compressor 11 is ejected and has a high temperature and a high pressure, flows into the condenser part 12a the heat radiator 12 and is done by exchanging heat between the forced air (outside air) coming from the cooling fan 12d is blown, and condenses itself by radiating heat. The refrigerant that is in the condenser 12a Heat has radiated in the receiving part 12b deposited in gas and liquid. A liquid-phase refrigerant contained in the receiver 12b has undergone the gas-liquid separation, by exchanging heat between the forced air supplied by the cooling fan 12d is blown, and himself in the supercooling section 12c and further changing heat to a supercooled liquid phase refrigerant.
Das unterkühlte flüssigphasige Kältemittel, das aus dem Unterkühlungsabschnitt 12c des Strahlers 12 strömt, wird durch die Düse 31 des Ejektors 13 isentrop dekomprimiert und ausgestoßen. Das Kältemittel, das aus dem Verdampfer 16 geströmt ist, wird aufgrund der Saugwirkung des Ausstoßkältemittels, das von der Düsenausstoßöffnung 31b der Düse 31 ausgestoßen wurde, von der Kältemittelansaugöffnung 32a angesaugt. Ferner strömen das Ausstoßkältemittel und das Ansaugkältemittel, das von der Kältemittelansaugöffnung 32a angesaugt wird, in den Diffusorabschnitt 32b.The supercooled liquid phase refrigerant coming from the subcooling section 12c the spotlight 12 flows through the nozzle 31 of the ejector 13 isentropically decompressed and expelled. The refrigerant that comes from the evaporator 16 has flowed, due to the suction effect of the discharge refrigerant, that of the nozzle discharge opening 31b the nozzle 31 was discharged from the refrigerant suction port 32a sucked. Further, the discharge refrigerant and the suction refrigerant flowing from the refrigerant suction port flow 32a is sucked into the diffuser section 32b ,
In dem Diffusorabschnitt 32b wird die Geschwindigkeitsenergie des Kältemittels aufgrund der vergrößerten Kältemitteldurchgangsfläche in die Druckenergie umgewandelt. Als ein Ergebnis steigt der Druck des vermischten Kältemittels aus dem Ausstoßkältemittel und dem Ansaugkältemittel. Das Kältemittel, das aus dem Diffusorabschnitt 32b geströmt ist, strömt in den Akkumulator 14 und wird in Gas und Flüssigkeit abgeschieden.In the diffuser section 32b The speed energy of the refrigerant is converted into the pressure energy due to the increased refrigerant passage area. As a result, the pressure of the mixed refrigerant increases from the discharge refrigerant and the suction refrigerant. The refrigerant coming out of the diffuser section 32b has flowed, flows into the accumulator 14 and is deposited in gas and liquid.
Der Druck des flüssigphasigen Kältemittels, das von dem Akkumulator 14 abgeschieden wird, wird von der festen Mündung 15 isenthalp verringert. Das Kältemittel, dessen Druck durch die feste Mündung 15 verringert wurde, strömt in den Verdampfer 16, nimmt Wärme aus der von dem Gebläseventilator 16a geblasenen Gebläseluft auf und wird verdampft. Folglich wird die Gebläseluft gekühlt. Andererseits wird das gasphasige Kältemittel, das von dem Akkumulator 14 abgeschieden wurde, von dem Kompressor 11 aufgenommen und erneut komprimiert.The pressure of the liquid-phase refrigerant coming from the accumulator 14 is separated from the fixed mouth 15 isenthalp reduced. The refrigerant, its pressure through the fixed orifice 15 was reduced, flows into the evaporator 16 , absorbs heat from the blower fan 16a Blown air blown on and is evaporated. Consequently, the forced air is cooled. On the other hand, the gas-phase refrigerant produced by the accumulator 14 was separated from the compressor 11 recorded and compressed again.
Der Ejektorkältekreislauf 10 gemäß dieser Ausführungsform arbeitet wie vorstehend beschrieben und kann die Gebläseluft, die in das Fahrzeuginnere geblasen werden soll, kühlen. Da ferner in dem Ejektorkältekreislauf 10 das Kältemittel, dessen Druck von dem Diffusorabschnitt 32b verringert wird, in den Kompressor 11 gesaugt wird, kann die Antriebsleistung des Kompressors 11 verringert werden, um den Leistungskoeffizienten (COP) des Kreislaufs zu verbessern.The ejector refrigeration cycle 10 According to this embodiment operates as described above, and the air blown to be blown into the vehicle interior, cool. Furthermore, in the ejector refrigeration cycle 10 the refrigerant, the pressure of which from the diffuser section 32b is reduced in the compressor 11 is sucked, the drive power of the compressor 11 be reduced to improve the COP of the cycle.
In der Düse des Ejektors 13 gemäß dieser Ausführungsform wirbelt das Kältemittel in dem Wirbelraum 30a mit den Ergebnissen, dass ein Kältemitteldruck auf einer Wirbelmittenseite in dem Wirbelraum 31c auf einen Druck verringert wird, bei dem der Druck des Kältemittels verringert und es gesiedet wird (Hohlraumbildung tritt auf). Dann wird zugelassen, dass das Kältemittel auf der Wirbelmittenseite des Wirbelraums 31c in die Düse 31 strömt, wodurch der Druck des Kältemittels in dem Gas-Flüssigkeitsmischzustand, in dem das gasphasige Kältemittel und das flüssigphasige Kältemittel miteinander vermischt sind, in der Düse 31 verringert werden kann.In the nozzle of the ejector 13 According to this embodiment, the refrigerant swirls in the swirling space 30a with the results that a refrigerant pressure on a vortex center side in the vortex space 31c is reduced to a pressure at which the pressure of the refrigerant is reduced and boiled (cavitation occurs). Then, the refrigerant is allowed on the swirl center side of the swirling space 31c in the nozzle 31 whereby the pressure of the refrigerant in the mixed gas-liquid state in which the gas-phase refrigerant and the liquid-phase refrigerant are mixed with each other flows in the nozzle 31 can be reduced.
Da der Ejektor 13 dieser Ausführungsform ferner das Plattenelement 33 als ein Beispiel für den Wirbelunterdrückungsteil hat, kann eine Geschwindigkeitskomponente des Kältemittels in der Wirbelrichtung, das in den Teil 31d mit minimaler Durchgangsfläche strömt, verringert werden. Mit dem vorstehenden Aufbau kann das Kältemittel, das in den Teil 31d mit minimaler Durchgangsfläche strömt, davon abgehalten werden, in einen heterogenen Gas-Flüssigkeitsmischzustand zu kommen, in dem das gasphasige Kältemittel auf der Wirbelmittenseite lokalisiert ist, und das flüssigphasige Kältemittel aufgrund einer Wirkung einer Zentrifugalkraft einer Wirbelströmung auf der Außenumfangsseite lokalisiert ist.Because the ejector 13 This embodiment further includes the plate member 33 As an example of the vortex suppression part, a velocity component of the refrigerant in the vortex direction flowing into the part 31d with minimum passage area flows, be reduced. With the above structure, the refrigerant that flows into the part 31d flows with minimum passage area, are prevented from coming into a heterogeneous gas-liquid mixing state in which the gas-phase refrigerant is located on the swirl center side, and the liquid-phase refrigerant is located due to an effect of a centrifugal force of a vortex flow on the outer peripheral side.
Mit anderen Worten kann der Zustand des Kältemittels, das in den Teil 31d mit minimaler Durchgangsfläche strömt, den Gas-Flüssigkeitsmischzustand annähern, in dem das gasphasige Kältemittel und das flüssigphasige Kältemittel homogen miteinander vermischt sind, und das Auftreten der Siedeverzögerung in dem Kältemittel kann beschränkt werden. Daher wird das Kältemittel unmittelbar nach dem Strömen in den Teil 31d mit minimaler Durchgangsfläche blockiert (gedrosselt), die Strömungsgeschwindigkeit des Kältemittels wird auf einen Überschallzustand (Strömungsgeschwindigkeit mit einer Zweiphasen-Schallgeschwindigkeit oder höher) beschleunigt, und das Überschallkältemittel kann in einem divergenten Teil 31f weiter beschleunigt werden.In other words, the condition of the refrigerant that is in the part 31d flows with minimum passage area, approximate the gas-liquid mixing state in which the gas-phase refrigerant and the liquid-phase refrigerant are homogeneously mixed together, and the occurrence of the boiling delay in the refrigerant can be restricted. Therefore, the refrigerant immediately after flowing into the part 31d with minimum passage area blocked (throttled), the flow velocity of the refrigerant is accelerated to a supersonic state (flow velocity at a two-phase sound velocity or higher), and the supersonic refrigerant may be in a divergent part 31f be further accelerated.
Als ein Ergebnis kann die Strömungsgeschwindigkeit des aus der Kältemittelausstoßöffnung 31f ausgestoßenen Kältemittels effektiv beschleunigt werden, und eine Verringerung des Düsenwirkungsgrads des Ejektors 13 kann unterdrückt werden. Da dann mit der Beschleunigung der Strömungsgeschwindigkeit des von der Kältemittelausstoßöffnung 31b ausgestoßenen Kältemittels die in die Druckenergie umgewandelte Geschwindigkeitsenergie durch den Diffusorabschnitt 32b vergrößert werden kann, kann eine Verringerung der Kältemitteldruckerhöhungsleistung in dem Diffusorabschnitt 32b des Ejektors 13 unterdrückt werden. Mit anderen Worten kann die COP-Verbesserungswirkung des Ejektorkältekreislaufs 10 sicher erhalten werden.As a result, the flow velocity of the refrigerant discharge port 31f ejected refrigerant are effectively accelerated, and a reduction in the nozzle efficiency of the ejector 13 can be suppressed. Since then with the acceleration of the flow velocity of the refrigerant discharge port 31b discharged refrigerant, the converted into the pressure energy velocity energy through the diffuser section 32b can be increased, a reduction of the refrigerant pressure increase performance in the diffuser section 32b of the ejector 13 be suppressed. In other words, the COP improving effect of the ejector refrigeration cycle 10 be obtained safely.
Der Gas-Flüssigkeitsmischzustand, in dem das gasphasige Kältemittel und das flüssigphasige Kältemittel homogen miteinander vermischt sind, kann als ein Zustand definiert werden, in dem das flüssigphasige Kältemittel zu Tröpfchen (Quäntchen des flüssigphasigen Kältemittels) ausgebildet ist, ohne in einem Teil des Kältemitteldurchgangs der Düse 31 lokalisiert zu sein, und homogen in dem gasphasigen Kältemittel verteilt ist. In dem Gas-Flüssigkeitsmischzustand, in dem das gasphasige Kältemittel und das flüssigphasige Kältemittel homogen miteinander vermischt sind, nähert sich eine Strömungsgeschwindigkeit der Tröpfchen einer Strömungsgeschwindigkeit des gasphasigen Kältemittels.The gas-liquid mixing state in which the gas-phase refrigerant and the liquid-phase refrigerant are homogeneously mixed with each other can be defined as a state in which the liquid-phase refrigerant is formed into droplets (small-sized liquid phase refrigerant) without being in a part of the refrigerant passage of the nozzle 31 be located and homogeneously distributed in the gas-phase refrigerant. In the gas-liquid mixing state in which the gas-phase refrigerant and the liquid-phase refrigerant are homogeneously mixed with each other, a flow velocity of the droplets approaches a flow velocity of the gas-phase refrigerant.
Die vorstehende Tatsache wird unter Bezug auf 4 detaillierter beschrieben. 4 ist ein Diagramm, das eine Druckänderung und eine Strömungsgeschwindigkeitsänderung des Kältemittels, das in einem Kältemitteldurchgang der Düse 31 strömt, darstellt. In einer Oberseite von 4 ist die Düse 31 zu dem Zweck der Verdeutlichung einer Entsprechungsbeziehung zwischen dem Kältemitteldurchgang der Düse 31 und dem in dem Kältemitteldurchgang strömenden Kältemittel schematisch dargestellt.The above fact will be made with reference to 4 described in more detail. 4 FIG. 15 is a graph showing a pressure change and a flow rate change of the refrigerant that is in a refrigerant passage of the nozzle 31 flows, represents. In a top of 4 is the nozzle 31 for the purpose of clarifying a correspondence relationship between the refrigerant passage of the nozzle 31 and the refrigerant flowing in the refrigerant passage are shown schematically.
Zuerst strömt das Kältemittel, das aus dem Wirbelraum 31c geströmt ist, in den konisch zulaufenden Teil 31e der Düse 31 und wird wie es ist auf einen Unterschallzustand (Strömungsgeschwindigkeit niedriger als eine Zweiphasen-Schallgeschwindigkeit) beschleunigt, während der Druck mit einer Verringerung der Kältemitteldurchgangsfläche des konisch zulaufenden Teils 31e verringert wird.First, the refrigerant flows out of the swirling space 31c has flowed, in the tapered part 31e the nozzle 31 and is accelerated to a subsonic state (flow velocity lower than a two-phase sound velocity) as it is, while the pressure decreases with a decrease in the refrigerant passage area of the tapered portion 31e is reduced.
Wenn ferner angenommen wird, dass das Kältemittel gleichzeitig gedrosselt wird, wenn das Kältemittel in den Teil 31d mit minimaler Durchgangsfläche strömt, und das Kältemittel in einen Überschallzustand (Strömungsgeschwindigkeit mit einer Zweiphasen-Schallgeschwindigkeit oder höher) kommt, fällt der Druck des Kältemittels, wie durch eine dicke gestrichelte Linie in 4 angezeigt, unmittelbar, nachdem es in den Teil 31d mit minimaler Durchgangsfläche geströmt ist, mit der Vergrößerung der Kältemitteldurchgangsfläche in dem divergenten Teil 31f, aber die Strömungsgeschwindigkeit des Kältemittels in dem Überschallzustand kann weiter beschleunigt werden.If it is further assumed that the refrigerant is throttled at the same time when the refrigerant in the part 31d flows with minimum passage area, and the refrigerant comes into a supersonic state (flow rate with a two-phase speed of sound or higher), the pressure of the refrigerant, as by a thick dashed line in 4 displayed Immediately after it is in the part 31d with minimum passage area, with the increase of the refrigerant passage area in the divergent part 31f but the flow rate of the refrigerant in the supersonic state can be further accelerated.
Wenn jedoch das in den Teil 31d mit minimaler Durchgangsfläche strömende Kältemittel in einen heterogenen Gas-Flüssigkeitsmischzustand kommt, wird, wie in einem Vergleichsbeispiel der vorliegenden Offenbarung gezeigt, das Sieden des Kältemittels verzögert. Daher kann das Kältemittel nicht zu der gleichen Zeit in den Überschallzustand gebracht werden, wenn das Kältemittel in den Teil 31d mit minimaler Durchgangsfläche strömt. Aus diesem Grund kann das Kältemittel, wie durch eine abwechselnd lang und kurz gestrichelte Linie in 4 gezeigt, selbst wenn der Druck des Kältemittels fällt, bis das in den divergierenden Teil 31f strömende Kältemittel gedrosselt wird, nicht beschleunigt werden.However, if that is in the part 31d With the minimum passage area refrigerant flowing into a heterogeneous gas-liquid mixing state, as shown in a comparative example of the present disclosure, the boiling of the refrigerant is retarded. Therefore, the refrigerant can not be supersonic at the same time when the refrigerant is in the part 31d flows with minimal passage area. For this reason, the refrigerant, as indicated by an alternate long and short dashed line in 4 shown even when the pressure of the refrigerant drops until that in the diverging part 31f flowing refrigerant is throttled, not accelerated.
Da im Gegensatz dazu in dieser Ausführungsform die Plattenelemente 33 als ein Beispiel für den Wirbelunterdrückungsteil bereitgestellt sind, kann das Kältemittel, das in den Teil 31d mit minimaler Durchgangsfläche strömt, den homogenen Gas-Flüssigkeitsmischzustand annähern. Nachdem das Kältemittel in den Teil 31d mit minimaler Durchgangsfläche geströmt ist, wird das Kältemittel schnell gedrosselt, und das Kältemittel kann in den Überschallzustand gebracht werden.In contrast, in this embodiment, the plate members 33 are provided as an example of the vortex suppression part, the refrigerant that enters the part 31d flows with minimum passage area, approximate the homogeneous gas-liquid mixing state. After the refrigerant in the part 31d has passed with a minimum passage area, the refrigerant is throttled quickly, and the refrigerant can be brought into the supersonic state.
Daher fällt der Druck des Kältemittels unmittelbar nach dem Strömen in den Teil 31d mit minimaler Durchgangsfläche, wie durch eine dicke durchgezogene Linie in 4 angezeigt, mit der Vergrößerung der Kältemitteldurchgangsfläche in dem divergenten Teil 31f. Nachdem das Kältemittel in den Teil 31d mit minimaler Durchgangsfläche geströmt ist, kann die Strömungsgeschwindigkeit des Kältemittels, das in den Überschallzustand gekommen ist, jedoch schnell beschleunigt werden. Als ein Ergebnis kann eine Verringerung des Düsenwirkungsgrads des Ejektors 13, der den Druck des Fluids, das in dem Gas-Flüssigkeitsmischzustand ist, verringert, durch die Düse 31 unterdrückt werden.Therefore, the pressure of the refrigerant immediately after flowing into the part falls 31d with minimum passage area, as indicated by a thick solid line in 4 indicated with the increase of the refrigerant passage area in the divergent part 31f , After the refrigerant in the part 31d With a minimum passage area, however, the flow rate of the refrigerant which has come into the supersonic state can be rapidly accelerated. As a result, a reduction in the nozzle efficiency of the ejector 13 that reduces the pressure of the fluid that is in the gas-liquid mixing state through the nozzle 31 be suppressed.
(Zweite Ausführungsform)Second Embodiment
In der ersten Ausführungsform wird das Beispiel beschrieben, in dem der Wirbelunterdrückungsteil aus den Plattenelementen 33 ausgebildet ist. Diese Ausführungsform ist, wie in 5 und 6 dargestellt, ein Beispiel, in dem die Plattenelemente 33 durch Nutabschnitte 34 ersetzt sind, die in einer Innenumfangsoberfläche des Kältemitteldurchgangs definiert sind, der in dem Inneren der Düse 31 bereitgestellt ist. 5 und 6 sind Zeichnungen, die jeweils 2 und 3 in der ersten Ausführungsform entsprechen. In 5 und 6 sind identische oder äquivalente Teile zu denen in der ersten Ausführungsform durch die gleichen Symbole bezeichnet. Das Gleiche gilt für die folgenden Zeichnungen.In the first embodiment, the example in which the vortex suppression member is made of the plate members will be described 33 is trained. This embodiment is as in 5 and 6 shown, an example in which the plate elements 33 through groove sections 34 are replaced, which are defined in an inner peripheral surface of the refrigerant passage, in the interior of the nozzle 31 is provided. 5 and 6 are drawings, respectively 2 and 3 in the first embodiment. In 5 and 6 are identical or equivalent parts to those in the first embodiment denoted by the same symbols. The same applies to the following drawings.
Detaillierter sind die Nutabschnitte 34, die als ein Beispiel für den Wirbelunterdrückungsteil gemäß dieser Ausführungsform verwendet werden, zu einer Form ausgebildet, die sich in der Axialrichtung der Düse 31 erstreckt. Ferner sind die Nutabschnitte 34 in einer Innenumfangswandoberfläche des Kältemitteldurchgangs, der im Inneren der Düse 31 definiert ist, zu einem Bereich, der sich von einer strömungsaufwärtigen Seite (das heißt, dem Inneren des konisch zulaufenden Teils 31) des Teils 31d mit minimaler Durchgangsfläche zu einer strömungsabwärtigen Seite (das heißt, dem Inneren des divergenten Teils 31e) des Teil 31d mit minimaler Durchgangsfläche erstreckt, ausgebildet.More detailed are the groove sections 34 , which are used as an example of the vortex suppression member according to this embodiment, formed into a shape extending in the axial direction of the nozzle 31 extends. Furthermore, the groove sections 34 in an inner peripheral wall surface of the refrigerant passage, which is inside the nozzle 31 is defined, to a region extending from an upstream side (that is, the interior of the tapered portion 31 ) of the part 31d with minimal passage area to a downstream side (that is, the interior of the divergent part 31e ) of the part 31d extends with minimum passage area formed.
Wie in einer vergrößerten Schnittansicht von 6 dargestellt, sind die mehreren Nutabschnitte 34 (in dieser Ausführungsform neun) in gleichen Winkelabständen um die Düse 31 herum angeordnet. Die anderen Aufbauten und Betriebe sind identisch mit denen in der ersten Ausführungsform.As in an enlarged sectional view of 6 are shown, the plurality of groove sections 34 (nine in this embodiment) at equal angular intervals around the nozzle 31 arranged around. The other structures and operations are identical to those in the first embodiment.
Daher kann selbst in der Düse 31 des Ejektors 13 gemäß dieser Ausführungsform eine Geschwindigkeitskomponente in einer Wirbelrichtung des Kältemittels, das in den Teil 31d mit minimaler Durchgangsfläche strömt, durch die Nutabschnitte 34, die ein Beispiel für den Wirbelunterdrückungsteil sind, verringert werden. Als ein Ergebnis kann wie in der ersten Ausführungsform eine Verringerung des Düsenwirkungsgrads des Ejektors 13 unterdrückt werden. Ferner kann eine Verringerung der Kältemitteldruckerhöhungsleistung in dem Diffusorabschnitt 32b des Ejektors 13, der den Druck des Kältemittels verringert, das in dem Gas-Flüssigkeitsmischzustand ist, in der Düse 31 unterdrückt werden.Therefore, even in the nozzle 31 of the ejector 13 According to this embodiment, a velocity component in a swirling direction of the refrigerant flowing into the part 31d with minimum passage area flows through the groove sections 34 , which are an example of the vertebral suppression part, can be reduced. As a result, as in the first embodiment, a reduction in the nozzle efficiency of the ejector 13 be suppressed. Further, a decrease in the refrigerant pressure increasing performance in the diffuser section 32b of the ejector 13 that reduces the pressure of the refrigerant that is in the gas-liquid mixing state, in the nozzle 31 be suppressed.
(Dritte Ausführungsform)Third Embodiment
In dieser Ausführungsform wird, wie in 7A und 7B dargestellt, ein Beispiel beschrieben, in dem auf der strömungsabwärtigen Seite des Teils 31d mit minimaler Durchgangsfläche des Kältemitteldurchgangs, der in dem Inneren der Düse 31 bereitgestellt ist, ein Wirbelunterdrückungsraum 31h definiert ist. Der Wirbelunterdrückungsraum 31h ist zu einer Kegelstumpfform ausgebildet, die koaxial mit dem Wirbelraum 31c und dem konisch zulaufenden Teil 31e angeordnet ist und in der Kältemitteldurchgangsfläche von dem Teil 31d mit minimaler Durchgangsfläche in Richtung des divergenten Teils 31f ein wenig vergrößert ist.In this embodiment, as in FIG 7A and 7B illustrated an example in which on the downstream side of the part 31d with minimum passage area of the refrigerant passage in the interior of the nozzle 31 is provided, a vortex suppression space 31h is defined. The vortex suppression space 31h is formed into a truncated cone shape coaxial with the swirling space 31c and the tapered portion 31e is arranged and in the refrigerant passage area of the part 31d with minimal passage area in the direction of the divergent part 31f is a little enlarged.
Insbesondere ist ein Spreizwinkel θ in dem Querschnitt des Wirbelunterdrückungsraums 31h in der Axialrichtung derart festgelegt, dass er den folgenden mathematischen Ausdruck F1 erfüllt. 0 < θ ≤ 1,5 (F1) In particular, a spread angle θ is in the cross section of the vortex suppression space 31h in the axial direction is set to satisfy the following mathematical expression F1. 0 <θ ≤ 1.5 (F1)
Mit anderen Worten ist der Wirbelunterdrückungsraum 31h gemäß dieser Ausführungsform zu einer Kegelstumpfform ausgebildet, die äußerst nahe an einem kreisförmigen Zylinder ist. Daher ist der Spreizwinkel θ in dem Querschnitt des Wirbelunterdrückungsraums 31h in der Axialrichtung kleiner als der Spreizwinkel in dem Querschnitt des divergenten Teils 31f in der Axialrichtung. Mit anderen Worten ist eine Zunahmerate der Durchgangsquerschnittfläche in der Kältemittelströmungsrichtung in dem divergenten Teil 31f größer als dem Wirbelunterdrückungsraum 31h.In other words, the vortex suppression space 31h According to this embodiment, formed into a truncated cone shape which is extremely close to a circular cylinder. Therefore, the spread angle θ is in the cross section of the vortex suppression space 31h in the axial direction smaller than the spread angle in the cross section of the divergent part 31f in the axial direction. In other words, an increase rate of the passage cross-sectional area in the refrigerant flow direction is in the divergent part 31f larger than the vortex suppression space 31h ,
Wenn ein äquivalenter Durchmesser des Teils 31d mit minimaler Durchgangsfläche ϕ ist, wird eine Länge L des Wirbelunterdrückungsraums 31h in der Axialrichtung derart festgelegt, dass sie den folgenden mathematischen Ausdruck F2 erfüllt. 0,25 × ϕ ≤ L ≤ 10 × ϕ (F2) If an equivalent diameter of the part 31d with minimum passage area φ, becomes a length L of the vortex suppression space 31h in the axial direction so as to satisfy the following mathematical expression F2. 0.25 x φ ≤ L ≤ 10 x φ (F2)
Die anderen Aufbauten des Ejektors 13 und des Ejektorkältekreislaufs 10 sind identisch mit denen in der ersten Ausführungsform.The other constructions of the ejector 13 and the ejector refrigeration cycle 10 are identical to those in the first embodiment.
Wenn daher der Ejektorkältekreislauf 10 gemäß dieser Ausführungsform arbeitet, kann die in das Fahrzeuginnere geblasene Gebläseluft gekühlt werden, und der COP des Kreislaufs kann wie in der ersten Ausführungsform verbessert werden.Therefore, if the ejector refrigeration cycle 10 According to this embodiment operates, the blown air blown into the vehicle interior can be cooled, and the COP of the circuit can be improved as in the first embodiment.
Da ferner der Wirbelunterdrückungsraum 31h in dem Kältemitteldurchgang der Düse 31 definiert ist, wird die Geschwindigkeitskomponente des Kältemittels in der Wirbelrichtung innerhalb des Wirbelunterdrückungsraums 31h verringert, und ein Zustand des Kältemittels kann den Gas-Flüssigkeitsmischzustand annähern, in dem das gasphasige Kältemittel und das flüssigphasige Kältemittel homogen miteinander vermischt sind. Daher wird das Kältemittel innerhalb des Wirbelunterdrückungsraums 31h gedrosselt, die Strömungsgeschwindigkeit des Kältemittels wird auf eine Zweiphasen-Schallgeschwindigkeit oder höher beschleunigt, und das Überschallkältemittel kann in dem divergenten Teil 31f weiter beschleunigt werden.Furthermore, the vortex suppression space 31h in the refrigerant passage of the nozzle 31 is defined, the velocity component of the refrigerant in the swirling direction within the vortex suppression space 31h decreases, and a state of the refrigerant may approach the gas-liquid mixing state in which the gas-phase refrigerant and the liquid-phase refrigerant are homogeneously mixed together. Therefore, the refrigerant becomes within the vortex suppression space 31h throttled, the flow rate of the refrigerant is accelerated to a two-phase sound velocity or higher, and the supersonic refrigerant can be in the divergent part 31f be further accelerated.
Als ein Ergebnis kann die Strömungsgeschwindigkeit des von der Kältemittelausstoßöffnung ausgestoßenen Kältemittels effektiv beschleunigt werden, und eine Verringerung des Düsenwirkungsgrads des Ejektors 13 kann unterdrückt werden. Ferner kann eine Verringerung in der Kältemitteldruckerhöhungsleistung in dem Diffusorabschnitt 32b des Ejektors 13 unterdrückt werden, und die COP-Verbesserungswirkung des Ejektorkältekreislaufs 10 kann sicher erhalten werden.As a result, the flow velocity of the refrigerant discharged from the refrigerant discharge port can be effectively accelerated, and a reduction in the nozzle efficiency of the ejector 13 can be suppressed. Further, a reduction in the refrigerant pressure increasing performance in the diffuser section 32b of the ejector 13 be suppressed, and the COP improvement effect of ejector refrigeration cycle 10 can be obtained safely.
Die vorstehende Tatsache wird unter Bezug auf 8 detaillierter beschrieben. 8 ist eine Zeichnung, die 4 der ersten Ausführungsform entspricht. Da in dem Ejektor 13 dieser Ausführungsform der in den ersten und zweiten Ausführungsformen beschriebene Wirbelunterdrückungsteil nicht bereitgestellt ist, kommt das Kältemittel, das in den Teil 31d mit minimaler Durchgangsfläche strömt, in den heterogenen Gas-Flüssigkeitsmischzustand, in dem das flüssigphasige Kältemittel auf der Außenumfangsseite lokalisiert ist. Daher kann das Kältemittel in der Düse 31 dieser Ausführungsform unmittelbar, nachdem es in den Teil 31d mit minimaler Durchgangsfläche strömt, nicht in den Überschallzustand gebracht werden.The above fact will be made with reference to 8th described in more detail. 8th is a drawing that 4 corresponds to the first embodiment. Because in the ejector 13 This embodiment of the vortex suppression member described in the first and second embodiments is not provided, the refrigerant coming into the part 31d flows with minimum passage area, in the heterogeneous gas-liquid mixing state in which the liquid-phase refrigerant is located on the outer peripheral side. Therefore, the refrigerant in the nozzle 31 This embodiment immediately after it in the part 31d flows with minimum passage area, not be brought into the supersonic state.
Da in dem Kältemitteldurchgang der Düse 31 gemäß dieser Ausführungsform im Gegensatz dazu der Wirbelunterdrückungsraum 31h auf der strömungsabwärtigen Seite des Teils 31d mit minimaler Durchgangsfläche angeordnet ist, reibt sich das flüssigphasige Kältemittel, das auf der Außenumfangsseite (Innenumfangswandoberflächenseite des Wirbelunterdrückungsraums 31h) lokalisiert ist, mit der Innenumfangswandoberfläche des Wirbelunterdrückungsraums 31h. Als ein Ergebnis kann die Geschwindigkeitskomponente des Kältemittels in der Wirbelrichtung verringert werden.Because in the refrigerant passage of the nozzle 31 according to this embodiment, in contrast, the vortex suppression space 31h on the downstream side of the part 31d is arranged with minimum passage area, rubs the liquid-phase refrigerant, which on the outer peripheral side (inner peripheral wall surface side of the vortex suppression space 31h ) is located with the inner peripheral wall surface of the vortex suppression space 31h , As a result, the velocity component of the refrigerant in the swirl direction can be reduced.
Mit dem vorstehenden Aufbau kann der Zustand des Kältemittels, das in den Teil 31d mit minimaler Durchgangsfläche strömt, den Gas-Flüssigkeitsmischzustand annähern, in dem das gasphasige Kältemittel und das flüssigphasige Kältemittel homogen miteinander vermischt sind, das Kältemittel wird innerhalb des Wirbelunterdrückungsraums 31h gedrosselt, und das Kältemittel kann in den Überschallzustand gebracht werden. Da ferner der Spreizwinkel θ in dem Querschnitt in der Axialrichtung in dem Wirbelunterdrückungsraum 31h äußerst klein definiert ist, tritt eine Verringerung des Drucks, die mit der Vergrößerung in der Kältemitteldurchgangsfläche verbunden ist, in dem Wirbelunterdrückungsraum 31h kaum auf.With the above construction, the state of the refrigerant flowing into the part 31d flows with minimum passage area, approximate the gas-liquid mixing state in which the gas-phase refrigerant and the liquid-phase refrigerant are homogeneously mixed with each other, the refrigerant becomes within the vortex suppression space 31h throttled, and the refrigerant can be brought into the supersonic state. Further, since the spread angle θ in the cross section in the axial direction in the vortex suppression space 31h is defined to be extremely small, a decrease in the pressure associated with the increase in the refrigerant passage area occurs in the vortex suppression space 31h barely up.
Daher fällt der Druck des Kältemittels unmittelbar nach dem Strömen in den Teil 31d mit minimaler Durchgangsfläche, wie durch eine dicke durchgezogene Linie in 8 angezeigt, mit der Vergrößerung der Kältemitteldurchgangsfläche in dem divergenten Teil 31f. Die Strömungsgeschwindigkeit des Kältemittels, das in dem Wirbelunterdrückungsraum 31h in den Überschallzustand gekommen ist, kann jedoch beschleunigt werden. Als ein Ergebnis kann eine Verringerung des Düsenwirkungsgrads des Ejektors 13, der den Druck des Fluids, das in dem Gas-Flüssigkeitsmischzustand ist, verringert, durch die Düse 31 unterdrückt werden.Therefore, the pressure of the refrigerant immediately after flowing into the part falls 31d with minimum passage area, as indicated by a thick solid line in 8th indicated with the increase of the refrigerant passage area in the divergent part 31f , The flow rate of the refrigerant in the vortex suppression space 31h has come into the supersonic state, but can be accelerated. As a result, a reduction in the nozzle efficiency of the ejector 13 , which reduces the pressure of the fluid in the Gas-liquid mixing state is reduced, through the nozzle 31 be suppressed.
Gemäß der Untersuchung der gegenwärtigen Erfinder wird die Länge L des Wirbelunterdrückungsraums 31h in der Axialrichtung wie in dieser Ausführungsform derart festgelegt, dass sie den vorstehenden mathematischen Ausdruck F2 erfüllt. Als ein Ergebnis wird herausgefunden, dass die Geschwindigkeitskomponente in der Wirbelrichtung verringert werden kann, bis der heterogene Gas-Flüssigkeitsmischzustand der homogene Gas-Flüssigkeitsmischzustand wird, und das Kältemittel kann innerhalb des Wirbelunterdrückungsraums 31h sicher in den Überschallzustand gebracht werden.According to the study of the present inventors, the length L of the vortex suppression space becomes 31h in the axial direction as in this embodiment is set to satisfy the above mathematical expression F2. As a result, it is found that the velocity component in the swirling direction can be reduced until the heterogeneous gas-liquid mixing state becomes the homogeneous gas-liquid mixing state, and the refrigerant can be inside the swirl suppression space 31h safely be brought into the supersonic state.
Detaillierter hat die Länge des Wirbelunterdrückungsraums 31h in der Axialrichtung, die notwendig ist, um die Geschwindigkeitskomponente in der Wirbelrichtung zu verringern, bis der heterogene Gas-Flüssigkeitsmischzustand der homogene Gas-Flüssigkeitsmischzustand wird, eine Korrelationsbeziehung mit einem Dichteverhältnis (ρL/ρg) einer Dichte ρL des flüssigphasigen Kältemittels und einer Dichte ρg des gasphasigen Kältemittels, das als eine Kennzahl für die Leichtigkeit des Kältemittelsiedens verwendet wird.More detailed has the length of the vortex suppression space 31h in the axial direction necessary to reduce the velocity component in the swirling direction until the heterogeneous gas-liquid mixing state becomes the homogeneous gas-liquid mixing state, a correlation relationship with a density ratio (ρL / ρg) of a density ρL of the liquid-phase refrigerant and a density ρg of the gas-phase refrigerant used as a measure of easiness of refrigerant boiling.
Unter diesen Gegebenheiten wird in dieser Ausführungsform, wie in 9 dargestellt, ein Bereich der Länge L in der Axialrichtung, der durch die vorstehende mathematische Beziehung F2 dargestellt wird, auf der Basis eines Minimalwerts (Dichteverhältnis von Kohlendioxid) und eines Maximalwerts (Dichteverhältnis von R600a) des Dichteverhältnisses des im Allgemeinen verwendeten Kältemittels bestimmt.Under these circumstances, in this embodiment, as in 9 1, an area of the length L in the axial direction represented by the above mathematical relationship F2 is determined on the basis of a minimum value (density ratio of carbon dioxide) and a maximum value (density ratio of R600a) of the density ratio of the refrigerant generally used.
Die vorliegende Offenbarung ist nicht auf die vorstehend erwähnten Ausführungsformen beschränkt und kann verschiedene Modifikationen haben, die nachstehend beschrieben werden, ohne von dem Geist der vorliegenden Offenbarung abzuweichen.
- (1) In der vorstehenden ersten Ausführungsform sind die Plattenelemente 33 als ein Beispiel für den Wirbelunterdrückungsteil strömungsaufwärtig von dem Teil 31d mit minimaler Durchgangsfläche angeordnet. Jedoch ist die Anordnung der Plattenelemente 33 nicht auf das vorstehende Beispiel beschränkt. Zum Beispiel können die Plattenelemente 33 in einem Bereich von der strömungsaufwärtigen Seite des Teils 31d mit minimaler Durchgangsfläche zu der strömungsabwärtigen Seite des Teils 31d mit minimaler Durchgangsfläche angeordnet sein, wenn wenigstens ein Teil der Plattenelemente 33 auf der strömungsaufwärtigen Seite des Teils 31d mit minimaler Durchgangsfläche angeordnet ist.
The present disclosure is not limited to the above-mentioned embodiments, and may have various modifications that will be described below without departing from the spirit of the present disclosure. - (1) In the above first embodiment, the plate members are 33 as an example of the vortex suppression part upstream of the part 31d arranged with minimal passage area. However, the arrangement of the plate elements 33 not limited to the above example. For example, the plate elements 33 in an area from the upstream side of the part 31d with minimal passage area to the downstream side of the part 31d be arranged with minimum passage area, if at least a part of the plate elements 33 on the upstream side of the part 31d is arranged with minimal passage area.
Die zweite Ausführungsform ist das Beispiel, in dem die Nutabschnitte als ein Beispiel für den Wirbelunterdrückungsteil in einem Bereich definiert sind, der sich von der strömungsaufwärtigen Seite des Teils 31d mit minimaler Durchgangsfläche zu der strömungsabwärtigen Seite des Teils 31d mit minimaler Durchgangsfläche erstreckt. Alternativ können die Nutabschnitte 34 nur auf der strömungsaufwärtigen Seite des Teils 31d mit minimaler Durchgangsfläche ausgebildet sein. Ferner können die Plattenoberflächen der Plattenelemente 33 und die Nutabschnitte 34 derart angeordnet sein, dass sie in Bezug auf eine Axiallinie der Düse 31 geneigt oder gekrümmt sind.
- (2) In der vorstehenden zweiten Ausführungsform wird das Beispiel beschrieben, in dem der Wirbelunterdrückungsraum 31h zu der Kegelstumpfform ausgebildet ist. Alternativ kann der Wirbelunterdrückungsraum 31h, wie in 10 dargestellt, zu einer zylindrischen Form ausgebildet werden, die koaxial mit dem Wirbelraum 31c und dem konisch zulaufenden Teil 31e angeordnet ist. Mit anderen Worten kann der Wirbelunterdrückungsraum 31h derart ausgebildet werden, dass die Kältemitteldurchgangsfläche in dem Bereich, der sich von dem Teil 31d mit minimaler Durchgangsfläche zu dem divergenten Teil 31f erstreckt, konstant gehalten wird. Mit anderen Worten kann der Spreizwinkel θ in dem Querschnitt des Wirbelunterdrückungsraums 31h in der Axialrichtung 0° sein.
- (3) In den vorstehenden Ausführungsformen wird das Beispiel beschrieben, in dem der zylindrische Teil 31g, der das Wirbelraumausbildungselement bildet, integral mit der Düse 31 ausgebildet ist. Alternativ kann der zylindrische Teil 31g getrennt von der Düse 31 aufgebaut sein.
The second embodiment is the example in which the groove portions are defined as an example of the vortex suppression part in an area extending from the upstream side of the part 31d with minimal passage area to the downstream side of the part 31d extends with minimal passage area. Alternatively, the groove sections 34 only on the upstream side of the part 31d be formed with minimal passage area. Furthermore, the plate surfaces of the plate elements 33 and the groove sections 34 be arranged so that they with respect to an axial line of the nozzle 31 are inclined or curved. - (2) In the above second embodiment, the example in which the vortex suppression space is described will be described 31h is formed to the truncated cone shape. Alternatively, the vortex suppression space 31h , as in 10 shown formed into a cylindrical shape coaxial with the swirling space 31c and the tapered portion 31e is arranged. In other words, the vortex suppression space 31h be formed such that the refrigerant passage area in the area extending from the part 31d with minimal passage area to the divergent part 31f extends, is kept constant. In other words, the spread angle θ in the cross section of the vortex suppression space 31h be 0 ° in the axial direction.
- (3) In the above embodiments, the example is described in which the cylindrical part 31g forming the whirl space forming member integral with the nozzle 31 is trained. Alternatively, the cylindrical part 31g separated from the nozzle 31 be constructed.
Ferner ist in den vorstehenden Ausführungsformen ein äußerster Durchmesser des Wirbelraums 31c, der in dem zylindrischen Teil 31g definiert ist, derart ausgebildet, dass er größer als ein Durchmesser des Teils 31d mit minimaler Durchgangsfläche ist. Daher wird der konisch zulaufende Teil 31e, dessen Kältemitteldurchgangsfläche sich allmählich verringert, als der Kältemitteldurchgang zum Verbinden des Auslasses des Wirbelraums 31c und des Teils 31d mit minimaler Durchgangsfläche bereitgestellt.Further, in the above embodiments, an outermost diameter of the swirling space 31c which is in the cylindrical part 31g is defined such that it is greater than a diameter of the part 31d with minimal passage area. Therefore, the tapered part becomes 31e whose refrigerant passage area gradually decreases, as the refrigerant passage for connecting the outlet of the swirling space 31c and part 31d provided with minimal passage area.
Selbst wenn im Gegensatz dazu der äußerste Durchmesser des Wirbelraums 31c gleich dem Durchmesser des Teils 31d mit minimaler Durchgangsfläche ist, kann der konisch zulaufende Teil 31e eliminiert werden, wenn das Kältemittel in dem Wirbelraum 31c ausreichend gewirbelt werden kann, und der Auslass des Wirbelraums 31c kann als der Teil 31d mit minimaler Durchgangsfläche ausgebildet werden. Da in diesem Fall der Wirbelraum 31c integral mit dem Wirbelunterdrückungsraum 31h ausgebildet ist, kann eine Verringerung des Düsenwirkungsgrads des Ejektors 13 wie in der dritten Ausführungsform unterdrückt werden.
- (4) In den vorstehenden Ausführungsformen wird der Ejektorkältekreislauf 10 beschrieben, in dem der Akkumulator 14 mit der Auslassseite des Ejektors 13 verbunden ist. Jedoch ist die Anwendung des Ejektors gemäß der vorliegenden Offenbarung nicht auf das vorstehende Beispiel beschränkt.
Even if, by contrast, the outermost diameter of the whirling space 31c equal to the diameter of the part 31d with minimal passage area, the tapered part can 31e be eliminated when the refrigerant in the swirling space 31c can be sufficiently swirled, and the outlet of the whirling space 31c can as the part 31d be formed with minimal passage area. Because in this case the whirl space 31c integral with the vortex suppression space 31h may be formed, a reduction of the nozzle efficiency of the ejector 13 as suppressed in the third embodiment. - (4) In the above embodiments, the ejector refrigeration cycle becomes 10 described in which the accumulator 14 with the outlet side of the ejector 13 connected is. However, the application of the ejector according to the present disclosure is not limited to the above example.
Zum Beispiel kann der Ejektorkältekreislauf 10 auf einen Ejektorkältekreislauf eines Kreislaufaufbaus angewendet werden, in dem ein Verzweigungsteil, der eine Strömung des Hochdruckkältemittels, das aus dem Wärmestrahler 12 strömt, verzweigt, auf der strömungsaufwärtigen Seite der Düse 31 des Ejektors 13 angeordnet ist, wobei ein Kältemittel, das von dem Verzweigungsteil verzweigt wird, in die Düse 13 strömen gelassen wird und das andere Kältemittel, das von dem Verzweigungsteil verzweigt wird, durch die Druckverringerungsvorrichtung in den Verdampfer 16 strömen gelassen wird.
- (5) In den vorstehenden Ausführungsformen wurde ein Beispiel beschrieben, in dem der Ejektorkältekreislauf 10 mit dem Ejektor 13 der vorliegenden Offenbarung auf eine Fahrzeugklimatisierungsvorrichtung angewendet wird, aber die Anwendung des Ejektors der vorliegenden Offenbarung ist nicht darauf beschränkt. Der Ejektor gemäß der vorliegenden Offenbarung kann auf einen Ejektorkältekreislauf für eine ortsfeste Klimatisierungsvorrichtung oder ein Kühllagerhaus angewendet werden oder kann auf andere Vorrichtungen als den Ejektorkältekreislauf angewendet werden.
- (6) In dem Ejektorkältekreislauf 10 gemäß den vorstehenden Ausführungsformen wird das Beispiel beschrieben, in dem der Wärmestrahler 12 durch einen außenseitigen Wärmetauscher aufgebaut ist, der Wärme zwischen dem Kaltemittel und der Außenluft austauscht, und der Verdampfer 16 als der nutzungsseitige Wärmetauscher zum Kühlen der Innengebläseluft verwendet wird. Alternativ wird ein Wärmepumpenkreislauf, in dem der Verdampfer 16 als ein außenseitiger Wärmetauscher verwendet wird, der Wärme aus einer Wärmequelle, wie etwa Außenluft aufnimmt, und der Wärmestrahler 12 als ein innenseitiger Wärmetauscher verwendet wird, der ein Fluid, das geheizt werden soll, wie etwa Wasser, heizt, aufgebaut.
For example, the ejector refrigeration cycle 10 be applied to an ejector-type refrigeration cycle of a cycle structure in which a branching part, the flow of high-pressure refrigerant, from the heat radiator 12 flows, branches, on the upstream side of the nozzle 31 of the ejector 13 is arranged, wherein a refrigerant, which is branched from the branching part, into the nozzle 13 is flowed and the other refrigerant, which is branched from the branching part, through the pressure reducing device in the evaporator 16 is allowed to flow. - (5) In the above embodiments, an example has been described in which the ejector-type refrigeration cycle 10 with the ejector 13 of the present disclosure is applied to a vehicle air conditioning apparatus, but the application of the ejector of the present disclosure is not limited thereto. The ejector according to the present disclosure may be applied to an ejector-type refrigeration cycle for a fixed air-conditioning device or a cold storage warehouse, or may be applied to devices other than the ejector-type refrigeration cycle.
- (6) In the ejector refrigeration cycle 10 According to the above embodiments, the example in which the heat radiator is described 12 is constructed by an outside heat exchanger, which exchanges heat between the refrigerant and the outside air, and the evaporator 16 is used as the use-side heat exchanger for cooling the indoor blower air. Alternatively, a heat pump cycle in which the evaporator 16 is used as an outside heat exchanger that receives heat from a heat source such as outside air and the heat radiator 12 is used as an indoor heat exchanger that heats a fluid that is to be heated, such as water.
